DE112015003414T5

DE112015003414T5 - Energieverwaltungsvorrichtung, Energieverwaltungssystem und Motorfahrzeug

Info

Publication number: DE112015003414T5
Application number: DE112015003414.5T
Authority: DE
Inventors: Yuji Igarashi; Masashi Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2017-05-11
Also published as: JPWO2016013243A1; JP5985109B2; CN106660457A; WO2016013243A1; US10286809B2; CN106660457B; US20170151891A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Technik zum Durchführen einer Energieverwaltung eines Fahrzeugs durch eine Speichervorrichtung mit einer geringen Kapazität. Ein Elektromotor 202 wird unter Verwendung einer Energie angetrieben, die in einer Speicherbatterie 201 als Energiequelle gespeichert ist. Ein Energieverwaltungssystem 100A umfasst eine Energieverwaltungsvorrichtung 10 und eine Fahrsteuerungsvorrichtung 40. Die Energieverwaltungsvorrichtung 10 umfasst eine Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 und eine Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle. Die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle speichert Abschnittsstraßengefälleinformationen, die Informationen über ein Gefälle eines Straßenabschnitts enthalten, in dem das Fahrzeug B fährt. Auf Grundlage von Informationen Q über auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle, die aus der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle ausgelesen werden, erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 einen Fahrsteuerungsplan P zum Fahren des Fahrzeugs. Die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 führt eine Fahrsteuerung des Fahrzeugs auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P durch. Eine der Informationen Q über auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle, die ein Abwärtsgefälle beim Fahren des Fahrzeugs zeigt, hat ein steileres Gefälle als ein vorbestimmtes Gefälle, was vom Fahrzeug abhängt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Verwalten von Energie in einem Fahrzeug.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde aus Gesichtspunkten einer Kohlendioxidemissionsreduktion und einer effizienten Energienutzung ein Elektromotorfahrzeug, das einen Elektromotor (im Folgenden auch als „Motor“ bezeichnet) nutzt, als Antriebsquelle in praktischen Gebrauch genommen. Der Elektromotor verwendet in einer Speicherbatterie (im Folgenden auch als „Batterie“ bezeichnet) geladene elektrische Energie als elektrische Energiequelle.
Allerdings ist eine Energiedichte der Batterie für das Elektromotorfahrzeug im Vergleich zu Benzin gering. Deswegen beträgt eine Fahrreichweite bei voller Ladung nur in etwa 100 bis 200 km. Da im Elektromotorfahrzeug Energie durch eine elektrische Last wie etwa eine Klimaanlage verbraucht wird, wird die Fahrreichweite weiter verkürzt.
Unterdessen wurde ein hybrides Motorfahrzeug des elektrischen Typs (im Folgenden auch als „Hybridfahrzeug“ bezeichnet) vorgeschlagen, das sowohl Elektrizität als auch Benzin als Energiequelle nutzt. Bei dem Hybridfahrzeug wird eine Technik zum Auswählen eines Fahrmodus für jeden Straßenabschnitt vorgeschlagen, in dem das Hybridfahrzeug fährt. Als Fahrmodus wird zum Beispiel ein EV-Modus, in dem nur elektrische Energie zum Fahren verwendet wird, oder ein HV-Modus verwendet, in dem Energie von sowohl Elektrizität als auch Benzin zum Fahren verwendet werden. Aufgrund einer derartigen Auswahl wird eine Batterie durch die elektrische Energie geladen, die durch das Fahren des Hybridfahrzeugs gewonnen wird, und die in der Batterie geladene elektrische Energie wird effizient genutzt.
Zum Beispiel ist in dem nachstehend beschriebenen Patentdokument 1 eine Technik offenbart, um Informationen über Fahrenergie zu gewinnen, die verbraucht wird, wenn ein Fahrzeug tatsächlich in jedem Straßenabschnitt gefahren ist, und über regenerative Energie (in Patentdokument 1, Energie, die in eine Batterie durch einen durch einen Motor durch eine Widerstandskraft während eines Abbremsens erzeugten Wechselstrom geladen wird), und um die Informationen in einem Aufzeichnungsmedium als Verlaufsdaten zu speichern. Auch erfolgt eine Berechnung einer Differenz zwischen einem Mittelwert oder einem Höchstwert der Fahrenergie in einem Fall, in dem das Fahrzeug im selben Straßenabschnitt mehrmals gefahren ist, und einem Mittelwert oder einem Mindestwert der regenerativen Energie, indem eine geschätzte Route von einem Ausgangsort bis zu einem Bestimmungsort zurückverfolgt wird. Mit dieser Auslegung wird ein Abschnitt bestimmt, in dem das Fahrzeug bis zum Bestimmungsort in einem EV-Modus (ein „EV-Zielabschnitt“) fahren kann.
Im Patentdokument 1, wird eine Verwendung eines HV-Modus in einem anderen Abschnitt als dem EV-Zielabschnitt vorgeschlagen. Zum Beispiel dient ein Wiederaufladungsmöglichkeitspunkt als Bestimmungspunkt, ein Abschnitt, der den HV-Modus verwendet, ist vor dem EV-Zielabschnitt angeordnet. Auch erfolgt, wenn das Fahrzeug am Bestimmungsort ankommt, eine Steuerung so, dass eine Restmenge der Batterie auf einen unteren Grenzwert eingestellt ist.
Darüber hinaus ist im Patentdokument 1 eine Technik offenbart, um einen Startpunkt des EV-Zielabschnitts durch eine Lernverarbeitung zu bestimmen, welche die Verlaufsdaten einer Fahrsituation, wenn das Fahrzeug zuvor im selben Straßenabschnitt (dies wirkt sich auf den Energieverbrauch der Batterie aus) gefahren ist, verwendet. Mit dieser Auslegung wird vorgeschlagen, die Batterierestmenge am Bestimmungsort genauer auf den unteren Grenzwert abzusenken.
Es wäre anzumerken, dass im Patentdokument 2 eine Energieberechnung unter vorbestimmten Bedingungen beschrieben ist, die von einem Fahrzeug abhängen.
Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5151619
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2002-36963

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen
Der EV-Zielabschnitt in der Technik im Patentdokument 1 ist in einem Fall wirksam, in dem der Wiederaufladungsmöglichkeitspunkt bestimmt ist, wird aber in einem Fall nicht wirksam verwendet, in dem der Bestimmungsort nicht bestimmt ist.
Darüber hinaus ist es notwendig, da die Verlaufsdaten, wenn das Fahrzeug tatsächlich in jedem Straßenabschnitt gefahren ist, zum Bestimmen des EV-Zielabschnitts benötigt werden, über eine Datenspeichervorrichtung mit einer großen Kapazität, die von mehreren hundert Gigabytes bis zu mehreren Terabytes reicht (zum Beispiel ein HDD (Festplattenlaufwerk)), zu verfügen.
Darüber hinaus unterscheidet sich selbst im selben Straßenabschnitt eine Menge der Fahrenergie oder der elektrischen Energie, die zum Laden der Batterie durch Fahren (im Folgenden einfach als „regenerative Energie“ bezeichnet) beiträgt, je nach einem Typ eines Motorfahrzeugs (im Folgenden als Fahrzeugtyp bezeichnet). Von daher ist es notwendig, dass die Verlaufsdaten, wenn das Fahrzeug tatsächlich in jedem Straßenabschnitt gefahren ist, für jeden der Fahrzeugtypen gespeichert werden. Aufgrund dieser Notwendigkeit ist eine größere Kapazität für die Datenspeichervorrichtung erforderlich.
Da darüber hinaus die Verlaufsdaten, wie etwa die Fahrenergie, wenn das Fahrzeug tatsächlich gefahren ist, oder die regenerative Energie erforderlich sind, gibt es einen Fall, in dem eine Notwendigkeit, neue Verlaufsdaten zu sammeln, jedes Mal dann auftritt, wenn ein neues Motorfahrzeug entwickelt ist.
Darüber hinaus unterscheidet sich die Fahrenergie oder die regenerative Energie in Abhängigkeit von Fahreigenschaften eines Fahrers (die Weise, auf die der Fahrer ein Bremspedal drückt, die Weise, auf die der Fahrer ein Gaspedal drückt, eine Fahrgeschwindigkeit). Von daher besteht, auch wenn der zuvor erwähnte „EV-Zielabschnitt“ bestimmt ist, ein Fall, in dem der EV-Modus tatsächlich nicht bis zum Bestimmungsort fortgesetzt werden kann.
In der Tat ist im Patentdokument 1, das auch diesen Punkt berücksichtigt, eine Technik offenbart, um Informationen, wie etwa eine Motordrehzahl oder Beschleunigung in jedem Straßenabschnitt, in einem Informationszentrum über Kommunikation wie etwa drahtlose Kommunikation zu sammeln und zu erlernen. Darüber hinaus wird auf Grundlage des Erlernens auch eine Mitteilung eines Bremsgrads oder eines Beschleunigungsgrads, der in der Lage ist, den EV-Modus im „EV-Zielabschnitt“ fortzusetzen, an den Fahrer vorgeschlagen.
Um jedoch ein solches Erlernen und Mitteilen zu realisieren, ist es notwendig, den Bestimmungsort, der eine Wiederaufladungsmöglichkeitseinrichtung hat, genau anzugeben und über eine Speichervorrichtung mit einer großen Kapazität zum Speichern der Verlaufsdaten zu verfügen. Darüber hinaus tritt, wenn ein neues Motorfahrzeug entwickelt ist, eine Notwendigkeit auf, Verlaufsdaten des Motorfahrzeugs zu sammeln. Unter Berücksichtigung solcher Umstände ist es nicht einfach, das vorstehend erwähnte Erlernen und Mitteilen zu realisieren.
Falls der Bremsgrad oder der Beschleunigungsgrad durch Anzeigen mitgeteilt wird und den Fahrer den Bremsgrad oder den Beschleunigungsgrad visuell erkennen lässt, besteht auch eine Möglichkeit, dass der Fahrvorgang verkompliziert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde erzielt, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe von dieser besteht darin, eine Technik bereitzustellen, um ein Energiemanagement eines Fahrzeugs durch eine Speichervorrichtung mit einer geringen Kapazität durchzuführen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein erster Aspekt einer Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Informationsspeichereinheit (2) zum Speichern von Straßengefälleinformationen, die Informationen über ein Gefälle eines Straßenabschnitts, in dem ein Fahrzeug (B) fährt, in Assoziierung mit dem Straßenabschnitt enthalten. Eine der Straßengefälleinformationen, die ein Abwärtsgefälle beim Fahren des Fahrzeugs zeigt, hat ein steileres Gefälle als ein vorbestimmtes Gefälle, was vom Fahrzeug abhängt. Bei dem vorbestimmten Gefälle handelt es sich um ein Gefälle entsprechend einer Fahrzeugeigenschaft des Fahrzeugs. Die Fahrzeugeigenschaft umfasst ein Fahrzeuggewicht des Fahrzeugs und/oder eine Leistung einer regenerativen Bremse des Fahrzeugs.
Bei einem zweiten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition, eine Endposition und ein Gefälle eines regenerativen Abschnitts enthalten, der als Abschnitt dient, in dem regenerative Energie durch Fahren des Fahrzeugs (B) gewonnen werden kann.
Bei einem dritten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den zweiten Aspekt, und er umfasst darüber hinaus: eine Fahrsteuerungsplanungseinheit (1) zum Auslesen der Straßengefälleinformationen aus der Informationsspeichereinheit (2) und zum Erstellen eines Fahrsteuerungsplans (P) zum Fahren des Fahrzeugs (B) auf Grundlage der Straßengefälleinformationen.
Das Fahrzeug hat jedoch eine Speicherbatterie (201) zum Speichern der regenerativen Energie und wird angetrieben, indem Energie, die zumindest in der Speicherbatterie gespeichert ist, als Energiequelle verwendet wird.
Auch erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit den Fahrsteuerungsplan über den Straßenabschnitt, der sich unterscheidet, entsprechend Bestimmungsergebnissen, ob das Fahrzeug bis zur Ankunft im regenerativen Abschnitt mittels der in der Speicherbatterie gespeicherte Energie fahren kann oder nicht, ob die Speicherbatterie die gesamte elektrische Energie, die zum Laden der Speicherbatterie im regenerativen Abschnitt beiträgt, rückgewinnen kann oder nicht, und ob das Fahrzeug in dem Straßenabschnitt mittels der Energie fahren kann oder nicht.
Bei einem vierten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, und er umfasst darüber hinaus:
eine Fahrsteuerungsplanungseinheit (1) zum Auslesen der Straßengefälleinformationen aus der Informationsspeichereinheit (2) und zum Erstellen eines Fahrsteuerungsplans (P) zum Fahren des Fahrzeugs (B) auf Grundlage der Straßengefälleinformationen.
Auch erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit den Fahrsteuerungsplan, indem Energie, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als Aufwärtsgefälle beim Fahren im Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient, regenerative Energie, die gewonnen wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als Abwärtsgefälle beim Fahren in dem Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient, und Energie verwendet wird, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als ebene Straße in dem Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient.
Bei einem fünften Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den dritten Aspekt oder vierten Aspekt, wobei Energie, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug (B) die Einheitsstrecke der Route fährt, die als ebene Straße in dem Straßenabschnitt dient, von einem Mittelwert (Va) einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt.
Auch wird, wenn ein Unterschied zwischen dem Mittelwert, der zum Erstellen des Fahrsteuerungsplans verwendet wird, und dem Mittelwert während einer Fahrsteuerung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans ein vorbestimmter Wert (Vt) oder höher ist, der Fahrsteuerungsplan erneut erstellt.
Bei einem sechsten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition, eine Endposition und ein Straßengefälle des Straßenabschnitts in Assoziierung mit mehreren Straßenabschnitten in einem Bereich (RA) enthalten, in dem Energie (Ec) die beim Fahren des Fahrzeugs (B) verbraucht wird, gleich ist.
Bei einem siebten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, wobei die Straßengefälleinformationen eine elektrische Energiemenge (Edc) enthalten, die in einer Kurve im Straßenabschnitt verbraucht oder regeneriert wird.
Bei einem achten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition und eine Krümmung der Kurve in dem Straßenabschnitt enthalten.
Bei einem neunten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den ersten Aspekt, wobei in einem Fall, in dem mehrere Straßenabschnitte, deren Gefällerichtungen in derselben Richtung liegen, aneinander angrenzen, wobei sich nur ein ebener Straßenabschnitt dazwischen befindet, und Energie (Ef), die benötigt wird, wenn das Fahrzeug im ebenen Straßenabschnitt fährt, eine vorbestimmte Energie (Efx) oder niedriger ist, die Straßengefälleinformationen in der Informationsspeichereinheit (2) gespeichert werden, indem die mehreren Straßenabschnitte und der ebene Straßenabschnitt zu einem Straßenabschnitt zusammengefasst werden.
Ein erster Aspekt eines Energieverwaltungssystems (100A, 100B) nach der vorliegenden Erfindung umfasst: den zweiten Aspekt der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung (10); und in einem Fall, in dem ein Mechanismus zum Beschleunigen des Fahrzeugs (B) betätigt wird, wenn das Fahrzeug im regenerativen Abschnitt fährt, eine Informationsbereitstellungsvorrichtung (50) zum Mitteilen von Informationen (R), die empfehlen, den Mechanismus nicht zu betätigen.
Ein zweiter Aspekt eines Energieverwaltungssystems (100A, 100B) nach der vorliegenden Erfindung umfasst: einen des ersten bis fünften Aspekts der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung (10); und eine Fahrsteuerungsvorrichtung (40) zum Durchführen einer Fahrsteuerung des Fahrzeugs (B) auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans (P).
Auch umfasst die Energieverwaltungsvorrichtung darüber hinaus eine nichtflüchtige Speichervorrichtung (3), um jeweils sukzessive eine Fahrstrecke des Fahrzeugs in dem Straßenabschnitt und den Fahrsteuerungsplan zu speichern.
Auch nimmt, nachdem das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans fährt und ein Betrieb der Fahrsteuerung temporär angehalten wurde, in einem Anfangsbetrieb, nachdem der Betrieb neu gestartet wurde, die Fahrsteuerungsvorrichtung eine Fahrsteuerung auf Grundlage der Fahrstrecke und dem in der Speichervorrichtung gespeicherten Fahrsteuerungsplan wieder auf.
Bei einem zur vorliegenden Erfindung gehörenden Motorfahrzeug handelt es sich um das Fahrzeug (B), das mit einem des ersten bis neunten Aspekts der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung (10) und einem des ersten und zweiten Aspekts des zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungssystems (110A, 100B) bestückt ist.
Wirkungen der Erfindung
Nach dem ersten Aspekt der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung kann eine Speicherkapazität der Informationsspeichereinheit gering sein. Da eine Datenmenge reduziert ist, werden die erforderlichen Straßengefälleinformationen mit höherer Geschwindigkeit abgerufen und genutzt.
Nach dem zweiten Aspekt der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung ist es möglich, die Positionen des regenerativen Abschnitts zu erkennen und die elektrische Energie zu berechnen, die sich im regenerativen Abschnitt rückgewinnen lässt.
Nach dem dritten Aspekt der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung ist ein Energieerzeugungsplan in einem Fall einfach, in dem das Fahrzeug in einem HV-Modus fährt.
Nach dem vierten Aspekt der zur vorliegenden Erfindung gehörenden Energieverwaltungsvorrichtung ist eine Berechnung einer Energiebilanz auf vier arithmetische Operationen vereinfacht, und eine notwendige Rechenkapazität kann gering sein.
Nach dem fünften Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird ein Fehler zwischen dem Fahrsteuerungsplan und einer tatsächlichen Fahrt korrigiert, und die Genauigkeit der Fahrsteuerung ist verbessert.
Nach dem sechsten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann, auch wenn ein Bestimmungsort oder eine Fahrtroute nicht bestimmt ist, der Fahrsteuerungsplan in dem Bereich erstellt werden, und der Fahrsteuerungsplan trägt zu einer Fahrt bei, bei der Energie gespart wird.
Nach dem siebten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird die Energiemenge in der Kurve in der Energiebilanzberechnung berücksichtigt, und die Genauigkeit der Fahrsteuerung ist verbessert.
Der achte Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung trägt zum sicheren Fahren wie etwa einer Abbremsunterstützung vor Eintritt in die Kurve bei.
Nach dem neunten Aspekt der Energieverwaltungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird eine in der Informationsspeichereinheit gespeicherte Informationsmenge reduziert.
Nach dem ersten Aspekt des Energieverwaltungssystems nach der vorliegenden Erfindung ist eine Rückgewinnungseffizienz der elektrischen Energie im regenerativen Abschnitt verbessert.
Nach dem zweiten Aspekt des Energieverwaltungssystems nach der vorliegenden Erfindung ist es, auch in einem Fall, in dem das Fahrzeug in dem Straßenabschnitt temporär angehalten und erneut gestartet wird, möglich, die Fahrsteuerung vor dem Anhalten des Fahrzeugs wiederaufzunehmen.
Gemäß dem Motorfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung wird das Motorfahrzeug erhalten, das sich Notwendigkeiten zum Realisieren einer Senkung der Energie anpasst, ohne Kosten für ein an fahrzeugeigenes elektrisches Bauteil zu erhöhen.
Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschema, das einen Aufbau einer Energieverwaltungsvorrichtung und eine Peripherie von dieser in einer Ausführungsform 1 darstellt.
2 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung beschreibt, bei der eine Fahrsteuerungsplanungseinheit einen Fahrsteuerungsplan in der Ausführungsform 1 erstellt.
3 ist eine Abbildung, die Abschnittsstraßengefälleinformationen erklärt.
4 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke eines Straßenabschnitts darstellt.
5 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke eines Straßenabschnitts darstellt.
6 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung der Fahrsteuerungsplanungseinheit darstellt.
7 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Batteriespeichermenge und einer Routenstrecke darstellt.
8 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung einer Fahrunterstützungssteuerung einer Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit in der Ausführungsform 1 darstellt.
9 ist eine Abbildung, die Abschnittsstraßengefälleinformationen in einer Ausführungsform 2 erklärt.
10 ist ein Ablaufschema, das eine Erstellung und Ausgabe eines Fahrsteuerungsplans in der Ausführungsform 2 darstellt.
11 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung einer Fahrunterstützungssteuerung einer Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit in der Ausführungsform 2 darstellt.
12 ist ein Blockschema, das einen Aufbau einer Energieverwaltungsvorrichtung und eine Peripherie von dieser in einer Ausführungsform 3 darstellt.
13 ist eine schematische Ansicht, die Kräfte darstellt, die bei einem Abwärtsgefälle auf ein Fahrzeug wirken.
14 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke eines Straßenabschnitts darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsform 1
Allgemeine Auslegung
1 ist ein Blockschema, das einen Aufbau eines Energieverwaltungssystems 100A und eine Peripherie von diesem in einer Ausführungsform 1 nach der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Energieverwaltungssystem 100A ist in einem Fahrzeug montiert. In der folgenden Beschreibung wird ein Hybridfahrzeug als Beispiel des Fahrzeugs verwendet. Jedoch lässt sich der Erläuterungsinhalt auch auf ein Elektromotorfahrzeug anwenden, solange er darauf fokussiert ist, eine Batterie zu laden.
Das Energieverwaltungssystem 100A umfasst eine Energieverwaltungsvorrichtung 10, eine Sensorvorrichtung 20 für die aktuelle Position, eine Ausrichtungssensorvorrichtung 30, eine Fahrsteuerungsvorrichtung 40, eine Informationsbereitstellungsvorrichtung 50, eine Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60, eine Batteriesensorvorrichtung 70 und eine Gaspedalsensorvorrichtung 80.
Die Batteriesensorvorrichtung 70 gibt einen Ladezustand (SOC) aus, der eine Batteriespeichermenge einer Speicherbatterie (einer Batterie) 201 angibt. Der Ladezustand drückt die Batteriespeichermenge der Batterie zum Beispiel in einer Prozentangabe aus, und der Ladezustand zum Zeitpunkt voller Ladung wird zu 100%. Im Folgendes wird der Ladezustand auch als ein Symbol verwendet, und eine die Batterielademenge SOC genannter Ausdruck wird übernommen.
Gemäß eines Fahrsteuerungsplans P, der nachstehend erwähnt wird, steuert die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 einen Betrieb eines Elektromotors 202 oder einer Maschine 204.
Räder 203 des Fahrzeugs drehen sich, wobei der Elektromotor 202 und die Maschine 204 als Antriebsquellen dienen. Das Fahrzeug fährt durch die Drehung der Räder 203. Der Elektromotor 202 wird mit in der Batterie 201 gespeicherter Energie angetrieben, die als elektrische Energiequelle dient und die Räder 203 in Drehung versetzt. Andererseits wird der Elektromotor 202 durch Abbremsen der Räder 203 gebremst und vollführt ein Laden der die Batterie 201 (zum Beispiel ein Laden durch einen regenerativen Betrieb des Elektromotors 202). Auf diese Weise wird elektrische Energie, die zum Laden der Batterie beiträgt, als regenerative Energie bezeichnet.
Allerdings kann im Gegensatz zu Patentdokument 1 die regenerative Energie, auf die hier Bezug genommen wird, elektrische Energie umfassen, die bei einem Abwärtsgefälle anhand eines (nicht dargestellten) Wechselstromgenerators gewonnen wird, der als regenerative Bremse dient.
Darüber hinaus wird nicht die gesamte regenerative Energie in die Batterie geladen. In einem Zustand, in dem die Batterie voll aufgeladen ist, wird keine Energie, auch wenn die regenerative Energie erzeugt wird, in die Batterie geladen.
Bei der Maschine 204 handelt es sich normalerweise in einem Fall, in dem sie im Fahrzeug montiert ist, um einen Motor mit interner Verbrennung, es kann sich aber auch um einen Motor mit externer Verbrennung handeln. Die Maschine 204 wird mit einer Verbrennung eines Kraftstoffs angetrieben, der als die Energiequelle zum Drehen der Räder 203 dient. In einem Fall, in dem die vorliegende Erfindung einschließlich dieser Ausführungsform auf ein Elektromotorfahrzeug angewendet wird, wird eine Überlegung angestellt, bei welcher die Maschine 204 entfällt.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 10 erstellt den Fahrsteuerungsplan P, der zeigt, wie die elektrische Energie des Fahrzeugs zu nutzen ist, um das Fahrzeug fahren zu lassen. Einzelheiten des Fahrsteuerungsplans P und dessen Erstellung werden nachstehend beschrieben.
Die Sensorvorrichtung 20 für die aktuelle Position gibt Informationen J über die aktuelle Position aus, die eine aktuelle Position des Fahrzeugs zeigen. Bei der aktuellen Position kann es sich zum Beispiel um eine absolute Position, wie etwa Breitengrad/Längengrad eines GPS, oder um eine relative Position handeln, die einen Abstand von einer spezifischen Position angibt.
Die Ausrichtungssensorvorrichtung 30 gibt Fahrausrichtungsinformationen C aus, die eine Fahrausrichtung des Fahrzeugs zeigen. Was die Fahrausrichtung betrifft, ist zum Beispiel der geografische Norden auf 0 Grad, Osten auf 90 Grad, Süden auf 180 Grad und Westen auf 270 Grad eingestellt, so dass die Winkel als die Fahrausrichtungsinformationen C übernommen werden können.
Die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 teilt einem Fahrer eine Empfehlung, ein Gaspedal auszuschalten, auf einer Anzeige oder durch Sprache auf Grundlage von Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R mit.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 gibt Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd aus, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit) zeigen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd können zum Beispiel eine Form eines Impulswertes annehmen, der die Fahrzeuggeschwindigkeit angibt. Es wäre anzumerken, dass die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 darüber hinaus eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Erhalten der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd aus der Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 mitteilen kann.
Die Gaspedalsensorvorrichtung 80 erfasst einen Trittwinkel θacc des Gaspedals. Das Gaspedal kann als ein Mechanismus zum Beschleunigen des Fahrzeugs aufgefasst werden. Unter einer solchen Auffassung entspricht ein Treten des Gaspedals durch den Fahrer einer Betätigung des Mechanismus. Da ein technisches Verfahren zum Steuern des Elektromotors 202 und der Maschine 204 durch das Gaspedal bekannt ist, werden Einzelheiten des technischen Verfahrens weggelassen.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 10 umfasst eine Fahrsteuerungsplanungseinheit 1, eine Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle, eine nichtflüchtige Informationsspeichereinheit 3 und eine Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4.
Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 gibt die Informationen J über die aktuelle Position und die Fahrausrichtungsinformationen C ein. In einem Fall, in dem die diesen entsprechenden Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle erhalten werden, erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 den Fahrsteuerungsplan P, was nachstehend im Einzelnen beschrieben wird, und gibt diesen aus.
Die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle fungiert als eine Informationsspeichereinheit zum Speichern von Abschnittsstraßengefälleinformationen, die zu einem Kandidaten für die Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle werden.
Die nichtflüchtige Informationsspeichereinheit 3 speichert die Informationen J über die aktuelle Position und den Fahrsteuerungsplan P.
Die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 generiert die Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R und gibt diese an die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 aus.
Betrieb des Energieverwaltungssystems 100A
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung über den Betrieb des Energieverwaltungssystems 100A anhand von 2 bis 6 mit Bezug auf 1.
Grundverarbeitungsablauf der Energieverwaltungsvorrichtung 10
2 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung beschreibt, bei der die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 den Fahrsteuerungsplan P in der Energieverwaltungsvorrichtung 10 erstellt und ausgibt.
Zuerst geben die Sensorvorrichtung 20 für eine aktuelle Position und die Ausrichtungssensorvorrichtung 30 jeweils die Informationen J über die aktuelle Position eines Fahrzeugs und die Fahrausrichtungsinformationen C des Fahrzeugs in die Energieverwaltungsvorrichtung 10 ein (ein Schritt S100). Indem zum Beispiel ein (nicht dargestellter) Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird eine Stromversorgung eines elektrischen Systems des Fahrzeugs eingeschaltet. Entsprechend beginnt das Energieverwaltungssystem 100A einen Betrieb und der Schritt S100 wird ausgeführt.
Es wäre anzumerken, dass, wenn die Informationen J über die aktuelle Position und die Fahrausrichtungsinformationen C Informationen mit Inhalten sind, die in der Lage sind, jeweils die Position und die Fahrausrichtung des Fahrzeugs zu unterscheiden, sie nicht auf Ausdrucksformen des Breitengrads/Längengrads des GPS, den Winkel aus dem geografischen Norden und dergleichen beschränkt sind. Darüber hinaus kann es sein, dass, wenn ein Positionserfassungsintervall des Fahrzeugs mit einer bestimmten Genauigkeit (zum Beispiel innerhalb 100 Meter) erhalten werden kann, wie etwa in einem Fall, in dem das Fahrzeug um eine festgelegte Strecke bewegt wird, ein Zeitpunkt der Eingabe der Informationen J über die aktuelle Position und die Fahrausrichtungsinformationen C in der Energieverwaltungsvorrichtung 10 keine periodische Zeitvorgabe für jeden festgelegten Zeitpunkt ist.
Als Nächstes ruft die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 die auf Abschnitte zutreffende Straßengefälleinformationen Q aus der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle unter Verwendung der Informationen J über die aktuelle Position und die Fahrausrichtungsinformationen C, die erfasst wurden, ab (ein Schritt S101).
Allerdings sind nicht immer Abschnittsstraßengefälleinformation, die in der Lage sind, die auf Abschnitte zutreffende Straßengefälleinformationen Q zu sein, die den Informationen J über die aktuelle Position und die Fahrausrichtungsinformationen C entsprechen, in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert. Dies wird nachstehend im Detail beschrieben.
Tabelle 1 zeigt ein Datenspeicherbeispiel der Abschnittsstraßengefälleinformationen in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle.
3 ist eine die in Tabelle 1 dargestellte Abschnittsstraßengefälleinformationen erklärende Abbildung. Die Abschnittsstraßengefälleinformationen haben Positionskoordinaten mit einem Kardinalpunkt G in den Informationen J über eine aktuelle Position eines Fahrzeugs B und Straßengefälleinformationen, die einer Fahrausrichtung ausgehend vom Kardinalpunkt G entsprechen.
Speziell ruft die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 die dem Kardinalpunkt entsprechenden Straßengefälleinformationen ab. Der Kardinalpunkt ist durch GPS Breitengrad/Längengrad gezeigt, der als derselbe Punkt oder eine vorbestimmte Position in derselben Straße (wie etwa zuvor eine vorbestimmte Kreuzung) als die Informationen J über die aktuelle Position angesehen werden kann.
Der GPS Breitengrad/Längengrad, der als identisch betrachtet werden kann, in dem ein Fehler aus den Informationen J über die aktuelle Position, die von der Sensorvorrichtung 20 für die aktuelle Position eingegeben ist, liegt unter Berücksichtigung eines Positionierungsfehlers des GPS innerhalb von 10 bis 15 Meter.
In einem Stadtgebiet mit hochaufragenden Gebäuden oder dergleichen ist es auch möglich, dass eine Positionierung des GPS durch die Sensorvorrichtung 20 für die aktuelle Position nicht für jeden festgelegten Zeitpunkt erfolgen kann. In einem solchen Fall kann die vorliegende Position mit einer zuvor positionierten GPS-Koordinatenposition (Breitengrad/Längengrad) als Kardinalpunkt virtuell erhalten werden, indem die aus der Ausrichtungssensorvorrichtung 30 eingegebenen Fahrausrichtungsinformationen C und die aus der Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd verwendet werden, und indem ein bestehendes Positionserkennungsverfahren wie etwa Koppelnavigation (Dead Reckoning) verwendet wird.
In Tabelle 1 ist ein Straßenabschnitt mit einem Kardinalpunkt G als Startpunkt und einem Bestimmungsort als Endpunkt gezeigt. Der GPS-Breitengrad und der GPS-Längengrad des Kardinalpunkts G sind auf 34 Grad A Minuten B Sekunden bzw. 135 Grad C Minuten D Sekunden eingestellt. Die Straßengefälleinformationen sind in Verbindung mit dem Straßenabschnitt gespeichert.
Ein durch einen Index ID1 angegebener Bestimmungsort (im Folgenden auch als „Bestimmungsort ID1“ bezeichnet), befindet sich im geografischen Norden des Kardinalpunkts G, und die Fahrausrichtung ausgehend vom Kardinalpunkt G ist 0 Grad. Ein durch einen Index ID2 angegebener Bestimmungsort befindet sich im geografischen Osten des Kardinalpunkts G, und die Fahrausrichtung ausgehend vom Kardinalpunkt G ist 90 Grad. Ein durch einen Index ID3 angegebener Bestimmungsort befindet sich im geografischen Westen des Kardinalpunkts G, und die Fahrausrichtung ausgehend vom Kardinalpunkt G ist 270 Grad.
Zusätzlich zu dem Index, dem GPS-Breitengrad und dem GPS-Längengrad des Kardinalpunkts G und der Fahrausrichtung haben auch die Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle die folgenden Straßengefälleinformationen.
Die Straßengefälleinformationen enthalten zumindest eine gesamte Strecke des Abschnitts, der durch eine Routenstrecke (eine Abschnittsroutenstrecke) ausgedrückt ist, Start-/Endpositionen eines Aufwärtsgefälles und/oder eines Abwärtsgefälles und jedes Straßengefälle (%) von diesen. Hier handelt es sich bei der Routenstrecke um eine Strecke einer Route mit dem als Ursprung dienenden Kardinalpunkt G. Die Informationen, die das Aufwärtsgefälle/das Abwärtsgefälle zeigen, können im selben Straßenabschnitt in einer Mehrzahl vorkommen.
Die Straßengefälleinformationen werden anhand eines Straßenabschnitt vom Kardinalpunkt G zum Bestimmungsort ID1 als Beispiel beschrieben. Die Routenstrecke im Straßenabschnitt beträgt 800 m, und ein Abschnitt, der als Aufwärtsgefälle dient, und ein Abschnitt, der als Abwärtsgefälle dient, sind darin enthalten. Der Abschnitt, der als das Aufwärtsgefälle dient, beginnt an einer Position von 100 m entlang einer Route ausgehend vom Kardinalpunkt G und endet an einer Position von 300 m entlang der Route ausgehend vom Kardinalpunkt G. Das Straßengefälle des Abschnitts beträgt 6%. Der Abschnitt, der als das Abwärtsgefälle dient, beginnt an einer Position von 500 m entlang einer Route ausgehend vom Kardinalpunkt G und endet an einer Position von 700 m entlang der Route ausgehend vom Kardinalpunkt G. (Ein Absolutwert des) Straßengefälles des Abschnitts beträgt 4%. 4 ist eine grafische Darstellung, die einer Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke dieser Straßenabschnitte darstellt.
Zurück zu 2 wird im Schritt S102 in einem Fall, in dem die Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle erfolgreich extrahiert sind, bestimmt, ob eine Fahrunterstützungssteuerung (zum Beispiel eine Verarbeitung der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 zum Durchführen einer Mitteilung der zuvor erwähnten Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R) in dem Straßenabschnitt begonnen wurde oder nicht (ein Schritt S103). In einem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung nicht begonnen wurde, wird der Fahrsteuerungsplan P erstellt (ein Schritt S104).
In einem Schritt S105 wird der erstellte Fahrsteuerungsplan P an die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 ausgegeben. In einem Schritt S106 beginnt die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 mit der Fahrunterstützungssteuerung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P.
Es wäre anzumerken, dass in einem Fall, in dem die Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle im Schritt S102 nicht extrahiert werden können oder die Fahrunterstützungssteuerung im Schritt S103 in dem Straßenabschnitt begonnen wurde, die Verarbeitung beendet wird (ein Schritt S107).
Es wird ein Grund beschrieben, um im Schritt S103 zu bestätigen, ob die Fahrunterstützungssteuerung in demselben Straßenabschnitt bereits begonnen wurde oder nicht, der durch die abgerufenen Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle aufgezeigt wird. Unter der Annahme, dass eine Eingabe der Informationen J über die aktuelle Position und der Fahrausrichtungsinformationen C für jeden festgelegten Zeitpunkt erfolgt, können dieselben Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle im Schritt S102 während eines Stillstands des Fahrzeugs kontinuierlich abgerufen werden.
Der Grund ist, dass in dem Straßenabschnitt, in dem der Fahrsteuerungsplan P einmal erstellt ist und die Fahrunterstützungssteuerung begonnen wurde, dieselbe Fahrunterstützungssteuerung erst dann begonnen wird, wenn das Fahrzeug durch den Straßenabschnitt fährt oder in den anderen Straßenabschnitt einfährt.
Auch ist der Schritt S103 vorgesehen, um das wie vorstehend erwähnte kontinuierliche Abrufen derselben Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle zu vermeiden.
Es wäre anzumerken, dass eine Bestimmung, ob der Straßenabschnitt, der durch die im Schritt S102 abgerufenen Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle aufgezeigt wird, derselbe ist wie der Straßenabschnitt während der Fahrunterstützungssteuerung, zum Beispiel anhand einer Kennung der Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle (zum Beispiel dem Index in Tabelle 1) erfolgen kann.
Es wäre anzumerken, dass ein nicht überschreibbares Medium, wie etwa ein ROM (Festwertspeicher), oder ein überschreibbares Aufzeichnungsmedium, wie etwa ein Flash-Speicher, für die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle verwendet werden kann.
Erstellung und Ausgabe eines Fahrsteuerungsplans P in der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1
Als Nächstes erfolgt eine konkrete Erklärung anhand von 5, 6 und 7 dazu, wie der Fahrsteuerungsplan P durch die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 erstellt und ausgegeben wird (siehe die Schritte S104, S105 in 2).
Der einfachen Erklärung halber wird die Batteriespeichermenge SOC von der Batteriesensorvorrichtung 70 für jeden festgelegten Zeitpunkt in die Energieverwaltungsvorrichtung 10 eingegeben. Auch ist die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 imstande, auf einen Wert der eingegebenen Batteriespeichermenge SOC zuzugreifen. In 1 ist ein solches Zugreifen gezeigt, indem ein Pfeil, der die Batteriespeichermenge SOC angibt, zur Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 hin gerichtet ist.
Darüber hinaus wird elektrische Energie oder regenerative Energie, die durch das Straßengefälle verbraucht wird, aus dem Straßengefälle und der Fahrstrecke bei dem Straßengefälle erhalten.
Ähnlich wird in einem ebenen Straßenabschnitt ohne Straßengefälle elektrische Energie, die in dem ebenen Straßenabschnitt verbraucht wird, aus der Fahrgeschwindigkeit und der Strecke in dem ebenen Straßenabschnitt erhalten.
Energie, die beim Fahren einer Einheitsstrecke (zum Beispiel 1 m: derselben im Folgenden) des ebenen Straßenabschnitts verbraucht wird, wird in Wattstunden umgerechnet, um E1 [Wh/m] zu erhalten. Eine elektrische Energiemenge E1 hängt von einer Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs (eine Einheit davon ist zum Beispiel [km/h] ab.
Für die Fahrgeschwindigkeit V wird zum Beispiel ein Mittelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit (der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs B) beim Einfahren des Fahrzeugs in den Straßenabschnitt verwendet. Zum Beispiel gibt die Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd zu diesem Zeitpunkt in die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 für jeden festgelegten Zeitpunkt (zum Beispiel alle zehn Millisekunden) ein. Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 berechnet aus den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd eine mittlere Fahrgeschwindigkeit Va, die als ein Mittelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit pro vorbestimmter Zeit (zum Beispiel drei Minuten) dient. Diese mittlere Fahrgeschwindigkeit Va kann für die Fahrgeschwindigkeit V verwendet werden.
Tabelle 2 ist eine Tabelle, die ein Verhältnis zwischen der elektrischen Energiemenge E1 [Wh/m] und der Fahrgeschwindigkeit V darstellt. Tabelle 2

Fahrgeschwindigkeit V [km/h] E1 [Wh/m]

0 0

10 100

20 150

30 250

40 400

50 600

60 800

70 1000

80 1500
Energie, die beim Fahren einer Einheitsstrecke eines Aufwärtsgefälleabschnitts verbrauch wird, wird in Wattstunden umgerechnet, um E2 [Wh/m] zu erhalten. Eine elektrische Energiemenge E2 hängt von einem Straßengefälle α [%] ab, das als Größenordnung des Aufwärtsgefälles dient. Energie, die zum Laden der Batterie beiträgt, wenn das Fahrzeug eine Einheitsstrecke eines Abwärtsgefälles fährt, wird in W3ttstunden umgerechnet, um E3 [Wh/m] zu erhalten. Eine elektrische Energiemenge E2 hängt von einem Straßengefälle β [%] ab, das als ein Absolutwert der Größenordnung des Abwärtsgefälles dient.
Bei den elektrischen Energiemengen E2, E3 handelt es sich um Werte, die Energiemengen enthalten, die durch Luftwiderstand und Straßenbelagsreibung in einem Fall verbraucht werden, in dem von einer mittleren Fahrgeschwindigkeit in jeweils dem Aufwärtsgefälleabschnitt und dem Abwärtsgefälleabschnitt ausgegangen wird.
Bei dem Straßengefälle mit einem großen Verbrauch an Energie oder regenerativer Energie ist die Fahrgeschwindigkeit als ein vorbestimmter Wert oder darunter ausgelegt. Zum Beispiel ist in Japan eine Auslegungsgeschwindigkeit für jedes Längsgefälle einer Fahrbahn in Artikel 20 der Regierungsverordnung über Straßenplanungsnormen bestimmt. Ähnliche Regelungen bestehen auch in anderen Ländern.
Entsprechend wird die auf diese Weise ausgelegte Geschwindigkeit als die mittlere Fahrgeschwindigkeit im Aufwärtsgefälleabschnitt und Abwärtsgefälleabschnitt angenommen, und Werte der elektrischen Energiemengen E2, E3 sollten gegeben sein. Mit anderen Worten wirkt sich die tatsächliche Geschwindigkeit, wenn das Fahrzeug im Aufwärtsgefälleabschnitt oder Abwärtsgefälleabschnitt fährt, nicht auf die elektrische Energiemenge E2, E3 aus.
Darüber hinaus kann auch die Straßenbelagsreibung als ein Wert einer gepflasterten Straßenoberfläche behandelt werden, indem ein seltener Zustand wie etwa überfrierende Nässe der Straßenoberfläche oder eine Schotterstraße im Aufwärts-/Abwärtsstraßengefälle eliminiert wird.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass ein Wert, der erhalten wird, indem eine Leistung des Fahrzeugs, wie etwa eine Obergrenze oder eine Untergrenze regenerativer Bremsenergie oder eine Ladeeffizienz der Batterie (in der Batterie gespeicherte Energie/in die Batterie eingegebene Energie) auf die elektrische Energiemenge E3 eingestellt ist.
Entsprechend hängen die elektrischen Energiemengen E2, E3 [Wh/m] von den Straßengefällen α, β ab und haben zum Beispiel ein in Tabelle 3 dargestelltes Verhältnis. Tabelle 3

Straßengefälle [%] (α oder β) E2 [Wh/m] E3 [Wh/m]

0 (ebene Straße) 100 50

1 100 50

2 250 120

3 500 300

4 1000 600

5 1800 1000
Es wäre anzumerken, dass es im Abwärtsgefälleabschnitt, wenn der Absolutwert des Straßengefälles groß ist, einen Fall gibt, in dem eine regenerative Energiemenge, die durch die regenerative Bremse rückgewonnen werden kann, eine regenerative Energiemenge übersteigt, die durch einen tatsächlichen Höhenunterschied erzeugt wird. In diesem Fall wird die elektrische Energiemenge E3 zu einer maximalen Energieerzeugungsmenge der regenerativen Bremse.
Wenn umgekehrt in einem Fall, in dem das Straßengefälle β, das notwendig ist, um die regenerative Energie mit einem vorbestimmten Wert E3x oder darüber zu erhalten, X [%] oder darüber beträgt, wird ein Wert von E3 [Wh/m] in Tabelle 3 nur dem Straßengefälle β mit X [%] oder darüber gegeben.
Mit anderen Worten wird in den in Tabelle 3 gezeigten Abschnittsstraßengefälleinformationen in einem Fall, in dem der Straßenabschnitt den Abwärtsgefälleabschnitt hat, nur der eine Abschnitt, der den Abwärtsgefälleabschnitt (im Folgenden auch als „regenerativer Abschnitt“ bezeichnet) enthält, dessen Straßengefälle β X [%] oder darüber beträgt, in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert. Mit anderen Worten

(a) speichert die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle die Straßengefälleinformationen, die die Informationen über das Gefälle des Straßenabschnitts enthalten, in dem das Fahrzeug fährt, in Verbindung mit dem Straßenabschnitt, und
(b) eine der Straßengefälleinformationen, die das Abwärtsgefälle beim Fahren des Fahrzeugs zeigt, hat das steilere Gefälle als ein vorbestimmtes Gefälle, was vom Fahrzeug abhängt.

Es wäre anzumerken, dass Selbiges auf das Aufwärtsgefälle zutrifft, und dass ein Wert der elektrischen Energiemenge E2 [Wh/m] nur dem Straßengefälle Y [%] mit einem vorbestimmten Wert E2x oder darüber gegeben wird. Mit anderen Worten werden in einem Fall, in dem der Straßenabschnitt den Aufwärtsgefälleabschnitt hat, nur die Abschnittsstraßengefälleinformationen, die den Aufwärtsgefälleabschnitt enthalten, dessen Straßengefälle α Y [%] oder darüber beträgt, in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert.
Werte, die vorab durch Versuche oder Berechnungen unter Verwendung von Fahrzeugeigenschaften des Fahrzeugs, zum Beispiel Fahrzeuggewicht oder Leistung der regenerativen Bremse (maximales Drehmoment oder minimales Drehmoment) bestimmt werden, werden auf die vorbestimmten Werte E3x, E2x und eventuell das „vorbestimmte Gefälle“ angewendet, das im oben beschriebenen Punkt (b) erwähnt ist. Zum Beispiel wird ein Fahrzeuggewicht eines als Fahrzeug dienenden Motorfahrzeugs nachstehend im Einzelnen beschrieben.
13 ist eine schematische Ansicht, die Kräfte darstellt, die bei einem Abwärtsgefälle auf ein Fahrzeug wirken. Bei dem Abwärtsgefälle mit einem Neigungswinkel θ werden Kräfte untersucht, die auf das Fahrzeug B mit einem Fahrzeuggewicht M wirken. Indem ein Gravitationsbeschleuniger g, ein Rollreibungskoeffizient μ und eine Mindestantriebskraft H zum Fahren bei Regeneration eingesetzt werden, wird eine Bedingung, bei der die regenerative Energie bei dem Abwärtsgefälle gewonnen wird, in einer Formel (1) ausgedrückt, in der ein Symbol „*“ einen Multiplikationsoperator angibt und 0 ≤ θ ≤ 90° ist.
Formel 1

M·(sinθ – μ·cosθ)·g > H (1)

Eine linke Seite der Formel (1) zeigt eine Kraft, die zum Antrieb verwendet werden kann, um das Fahrzeug B abwärts voranfahren zu lassen. Das Fahrzeuggewicht M und die Mindestantriebskraft H unterscheiden sich je nach dem Fahrzeug. Von daher unterscheidet sich auch ein Bereich des Neigungswinkels θ, um die Formel (1) zu erfüllen, je nach dem Fahrzeuggewicht M und der Mindestantriebskraft H.
Zum Beispiel beträgt ein Fahrzeuggewicht M eines leichten Motorfahrzeugs ca. 600 bis 800 kg, und ein Fahrzeuggewicht eines gewöhnlichen Motorfahrzeugs beträgt ca. 1300 bis 1600 kg. Von daher ist, wenn das leichte Motorfahrzeug mit dem gewöhnlichen Motorfahrzeug verglichen wird, ein Wert des Neigungswinkels θ, um die Formel (1) zu erfüllen, größer.
Deswegen kann vom leichten Motorfahrzeug nicht erwartet werden, dass es die regenerative Energie eines vorbestimmten Werts oder darüber bei einem leichten Abwärtsstraßengefälle von 2 bis 3% rückgewinnt. Entsprechend wird, indem angenommen wir, dass es ausreicht, wenn die Straßengefälledaten von nur dem Abwärtsstraßengefälle mit dem Straßengefälle von 5% oder darüber gespeichert werden, die notwendige Straßengefälledatenmenge reduziert.
Selbiges trifft auf das Aufwärtsgefälle zu, und es ist möglich, die Straßengefälledaten zu reduzieren.
Im Spezielleren handelt es sich in ganz Japan, wenn die Daten von nur dem Straßengefälle angenommen werden, wobei der Wert des dem Neigungswinkel θ entsprechenden Abwärtsgefälles 5% oder darüber beträgt, bei einer Gesamtmenge der Daten um eine Datenmenge von ca. zwei bis drei Megabyte. Darüber hinaus handelt es sich, wenn die Daten von nur dem Straßengefälle, wobei das Straßengefälle 8% oder darüber beträgt, angenommen werden, bei einer Gesamtmenge der Daten um eine Datenmenge von ca. 100 Kilobyte. Diese wie vorstehend erwähnten Datenmengen sind aus Regeln über die Werte des Straßengefälles entsprechend einer Geschwindigkeitsbegrenzung abgeleitet (Obergrenzen: geregelt durch die Regierungsverordnung über Straßenplanungsnormen in Japan).
Je größer das „vorbestimme Gefälle“ des Straßengefälles ist, das als Schwellenwert dafür dient, ob es in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert wird oder nicht, desto kleiner sind die vorzuhaltenden Daten. Mit dieser Auslegung kann eine Berechnung der regenerativen Energie durch ein Gerät wie etwa einen Ein-Chip-Mikrocomputer erfolgen. Eine solche Technik ist von einem Gesichtspunkt her, die Kosten des leichten Motorfahrzeugs anzupassen, das weniger teuer ist als das gewöhnliche Motorfahrzeug, und speziell von einem Punkt her wünschenswert, ein Motorfahrzeug zu erhalten, dass sich Notwendigkeiten anpasst, eine Senkung der Energie zu realisieren, ohne Kosten für ein fahrzeugeigenes elektrisches Bauteil zu erhöhen.
Umgekehrt kann das gewöhnliche Motorfahrzeug höhere Kostens als das leichte Motorfahrzeug mit sich bringen, indem es Daten in einem Gerät wie etwa einem Fahrzeugnavigationssystem als Standardausrüstung o. dgl. vorhält. Allerdings kostet es entsprechend viel, Daten in Gigabytehöhe vorzuhalten.
Jedoch wird wie bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Datenmenge des Straßengefälles gering ist und eine Speichermenge von zwei oder drei Megabyte zu dem bestehenden System hinzukommt, eine Wirkung in der regenerativen Energieberechnung erzielt, die einem Fall entspricht oder näherkommt, die gesamten Straßengefälledaten vorzuhalten. Und zwar deswegen, weil die Straßengefälledaten, welche die vorstehend beschriebene Formel (1) nicht erfüllen, d.h., die nicht in der Lage sind, die regenerative Energie zu gewinnen, siebzig bis achtzig Prozent der gesamten Straßengefälledaten in ganz Japan ausmachen. Mit anderen Worten machen bei der Energieberechnung die praxisfernen Daten siebzig bis achtzig Prozent der gesamten Straßengefälledaten in ganz Japan aus.
Im Folgenden wird ein Fall angenommen, in dem ein Aufwärtsgefälleabschnitt mit einer Routenstrecke L2, ein Abwärtsgefälleabschnitt mit einer Routenstrecke L3 und mindestens ein ebener Abschnitt, wobei es sich bei einer Summe von Fahrstrecken um eine Routenstrecke L1 handelt, in einem bestimmten Straßenabschnitt enthalten sind.
5 ist eine grafische Darstellung, die dem in 4 gezeigten Straßenabschnitt entspricht und ein Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke darstellt. Dieser Straßenabschnitt hat einen ebenen Straßenabschnitt mit einer Routenstrecke L1_A, einen Aufwärtsgefälleabschnitt mit der Routenstrecke L2, einen ebenen Straßenabschnitt mit einer Routenstrecke L1_B, einen Abwärtsgefälleabschnitt mit der Routenstrecke L3 und einen ebenen Straßenabschnitt mit einer Routenstrecke L1_C, und zwar in dieser Reihenfolge ausgehend vom Kardinalpunkt G zum Bestimmungsort ID1.
Die Abschnittsroutenstrecke L ist in diesem Straßenabschnitt eine Summe der Routenstrecken L1_A, L2, L1_B, L3 und L1_C.
Eine Energiebilanz in dem Straßenabschnitt wird nun beschrieben. Eine elektrische Energiemenge E0 [Wh], die als Batterierestmenge am Kardinalpunkt G dient, wird aus der Batteriespeichermenge SOC erhalten, die von der Batteriesensorvorrichtung 70 zu einem Zeitpunkt eingegeben wird, zu dem der Fahrsteuerungsplan P erstellt wird. Die Energiebilanz in einem Fall, in dem das Fahrzeug nur durch die elektrische Energie (den EV-Modus) in dem Straßenabschnitt fährt, wird als die elektrische Energiemenge E [Wh], die als die Batterierestmenge dient, in der folgenden Formel (2) ausgedrückt.
Formel 2

E = E0 – (E1·L1) – (E2·L2) + E3·L3

L1 = L1_A + L1_B + L1_C

Deshalb kann bei der Untersuchung nur der Energiebilanz davon ausgegangen werden, dass, wenn E > 0 ist, das Fahrzeug B nur im EV-Modus in dem Straßenabschnitt fahren kann.
Erstellungsablauf eines Fahrsteuerungsplans P
So ist es, damit das Fahrzeug B zuverlässig nur im EV-Modus in dem Straßenabschnitt fährt und die gesamte regenerative Energie durch die Batterie 201 rückgewonnen wird, notwendig, beide von zwei Bedingungen zu erfüllen:

(i) die Restmenge der Batterie 201 beträgt 0 oder darüber, bis das Fahrzeug B im regenerativen Abschnitt ankommt (mit anderen Worten, das Fahrzeug B kann durch die in der Batterie 201 gespeicherte Energie fahren, bis es im regenerativen Abschnitt ankommt); und
(ii) eine Leerstandskapazität E_empty der Batterie 201, wenn das Fahrzeug im regenerativen Abschnitt ankommt, ist größer als eine Gesamtmenge der geschätzt im regenerativen Abschnitt zu gewinnenden regenerativen Energie (mit anderen Worten kann die Batterie 201 die gesamte zum Laden der Batterie 201 beigetragene elektrische Energie im regenerativen Abschnitt rückgewinnen).

6 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 darstellt. In einem Fall, in dem ein Bestimmungsergebnis im Schritt S103 (siehe 2) negativ ist (mit anderen Worten, einem Fall, in dem die Fahrunterstützungssteuerung in dem Abschnitt nicht begonnen wird), wird mit der Erstellung des Fahrsteuerungsplans P in einem Schritt S200 begonnen.
In einem Schritt S201 wird bestimmt, ob die vorstehend beschriebene Bedingung (i) erfüllt ist oder nicht. Speziell, wenn eine in der Formel (3) erhaltene Energiebilanz Ea 0 oder darüber beträgt, ist klar, dass die vorstehend beschriebene Bedingung (i) erfüllt ist.
Formel 3

Ea = E0 – E1·(L1_A + L1_B) – (E2·L2) ≥ 0 (3)

Wenn ein Bestimmungsergebnis im Schritt S201 zutrifft (JA), wird in einem Schritt S202 bestimmt, ob die vorstehend beschriebene Bedingung (ii) erfüllt ist oder nicht. Die Leerstandskapazität E_empty wird auf der rechten Seite einer Gleichung (der linken Seite einer Ungleichung) von Formel (4) erhalten, indem eine maximale Speichermenge Emax [Wh] der Batterie 201 eingesetzt wird. Da die Gesamtmenge an regenerativer Energie, die geschätzt im regenerativen Abschnitt gewonnen wird, als E3·L3 ausgedrückt wird, werden das Zutreffen/Nichtzutreffen im Schritt S202 jeweils durch die Gültigkeit/Ungültigkeit der Ungleichung mit einem Gleichungszeichen in der Formel (4) bestimmt.
Formel 4

E_empty = Emax – Ea ≥ E3·L3 (4)

Wenn ein Bestimmungsergebnis im Schritt S202 zutrifft (JA), kann die gesamte im regenerativen Abschnitt erzeugte Ladeenergie druch die Batterie 201 rückgewonnen werden. In diesem Fall erfolgt weiter eine Bestimmung in einem Schritt S203. Im Schritt S203 wird bestimmt, ob eine Gesamtenergiebilanz Efin in dem Straßenabschnitt 0 oder darüber beträgt oder nicht (mit anderen Worten das Fahrzeug B in diesem Straßenabschnitt durch die in der Batterie 201 gespeicherte Energie fahren kann). Die Energiebilanz Efin wird entsprechend einer Gleichung einer Formel (5) unter Berücksichtigung der zuvor erwähnten elektrischen Energiemenge E erhalten. Mit anderen Worten werden das Zutreffen/Nichtzutreffen im Schritt S203 jeweils durch die Gültigkeit/Ungültigkeit einer Ungleichung mit einem Gleichungszeichen in der Formel (5) bestimmt.
Formel 5

Efin = E0 – E1·(L1_A + L1_B + L1_C) – (E2·L2) + E3·L3 ≥ 0 (5)

7 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Batteriespeichermenge und einer Routenstrecke in einem Fall darstellt, in dem das Bestimmungsergebnis im Schritt S203 zutrifft (JA). Die Batteriespeichermenge bei Ankunft (siehe ein linkes Ende eines Abwärtsgefälleabschnitts, der durch ein Zeichen L3 gezeigt ist) des Fahrzeugs im regenerativen Abschnitt (siehe das Zeichen L3) ist positiv, und die Bedingung (i) ist erfüllt. Darüber hinaus ist die Batteriespeichermenge im regenerativen Abschnitt geringer als die maximale Speichermenge Emax, und die Bedingung (ii) ist erfüllt. Zudem ist die Batteriespeichermenge bei Ankunft des Fahrzeugs an einem Endpunkt des Straßenabschnitts (siehe rechtes Ende eines ebenen Straßenabschnitts, der durch ein Zeichen L1_C gezeigt ist) positiv, und es ist auch gezeigt, dass die Energiebilanz Efin 0 oder darüber beträgt.
Im Übrigen erstellt in einem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis im Schritt S203 zutrifft (JA), die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 einen Fahrsteuerungsplan P1 in einem Schritt S204 und gibt diesen aus. In einem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis im Schritt S203 nicht zutrifft (NEIN), erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 in einem Schritt S205 einen Fahrsteuerungsplan P2 und gibt diesen aus. In einem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis im Schritt S202 nicht zutrifft (NEIN), erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 in einem Schritt S207 einen Fahrsteuerungsplan P3 und gibt diesen aus. In einem Fall, in dem das Bestimmungsergebnis im Schritt S201 nicht zutrifft (NEIN), erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 im Schritt S206 einen Fahrsteuerungsplan P4 und gibt diesen aus.
Der Fahrsteuerungsplan P ist ein generischer Begriff für diese Fahrsteuerungspläne P1 bis P4. Bei einer Ausgabebestimmung des Fahrsteuerungsplans P handelt es sich um die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 40. Eine Verarbeitung der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 und der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P wird nachstehend beschrieben.
Fahrsteuerungsplan P1
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S203 zutrifft (JA), wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug B in dem Straßenabschnitt nur im EV-Modus fahren kann. Von daher werden Informationen, die zeigen, dass das Fahzeug B nur im EV-Modus fahren kann, die Speichermenge der Batterie zu einem Zeitpunkt, wenn das Fahren in dem Straßenabschnitt abgeschlossen ist (dies kann auch als die Energiebilanz Efin erfasst werden), und die Abschnittsroutenstrecke L des Straßenabschnitts in den Fahrsteuerungsplan P1 aufgenommen.
Fahrsteuerungsplan P2
Eine elektrische Energiemenge Er, die in einem Fall unzureichend wird, in dem das Fahrzeug B in dem Straßenabschnitt nur im EV-Modus fährt, und die Abschnittsroutenstrecke L werden in den Fahrsteuerungsplan P2 aufgenommen.
Fahrsteuerungsplan P3
Eine Routenstrecke Lg bis zu einer Startposition des regenerativen Abschnitts (dies ist eine Summe der Routenstrecken L1_A, L2 und L1_B auf Grundlage von 5), eine regenerative Energiemenge Eg, die im regenerativen Abschnitt rückgewonnen werden kann (dies kann als E3·L3 in der Formel (3) erfasst werden), und die Abschnittsroutenstrecke L werden in den Fahrsteuerungsplan P3 aufgenommen.
Fahrsteuerungsplan 4
Eine elektrische Energiemenge Erg [Wh], die unzureichend wird, da das Fahrzeug B bis zur Startposition des regenerativen Abschnitts nur im EV-Modus fährt (dies ist im Wesentlichen gleich einem Absolutwert der Energiebilanz Ea in der Formel (2)), die regenerative Energiemenge Eg, die im regenerativen Abschnitt rückgewonnen werden kann, und die Abschnittsroutenstrecke L werden in den Fahrsteuerungsplan 4 aufgenommen.
Betrieb der Fahrsteuerungsvorrichtung 40
Die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 führt eine Fahrsteuerung auf Grundlage des von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 (im Spezielleren von der Fahrsteuerungsplanungseinheit1) erhaltenen Fahrsteuerungsplans P durch, um eine in dem Straßenabschnitt verbrauchte Energiemenge zu minimieren.
Eine Verarbeitung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P1
Es erfolgt eine Beschreibung zu einem Fall, in dem es sich bei dem bei der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 her eingegangenen Fahrsteuerungsplan P um den Fahrsteuerungsplan P1 handelt.
Wie vorstehend erwähnt, enthält der Fahrsteuerungsplan P1 die Informationen, die zeigen, dass das Fahrzeug B nur im EV-Modus fahren kann, die Energiebilanz Efin [Wh] und die Abschnittsroutenstrecke L [m]. Die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 berechnet einen Stromkostenaufwand DpE des Straßenabschnitts (eine Strecke, die pro Einheitsleistung gefahren werden kann: eine Einheit davon ist [m/Wh]) auf Grundlage einer Formel (6).
Formel 6

DpE = L/(E0 – Efin) (6)

Hier wird, damit die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die elektrische Energiemenge E0 [Wh] erkennt, die als die Batterierestmenge am Kardinalpunkt G dient, die Batteriespeichermenge SOC von der Batteriesensorvorrichtung 70 in die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 eingegeben.
In einem Fall, in dem es sich bei dem Stromkostenaufwand DpE um einen vorbestimmten Wert DpEz oder darüber handelt, oder in einem Fall, in dem es sich bei der Abschnittsroutenstrecke L [m], in der das Fahrzeug B nur im EV-Modus fahren kann, um einen vorbestimmten Wert Lz [m] oder darüber handelt, führt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die Fahrsteuerung zum Fahren im EV-Modus durch. Werte, die zuvor aus Versuchen o. dgl. erhalten wurden, können für solche vorbestimmte Werte DpEz, Lz genutzt werden.
Eine Verarbeitung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P2
Es erfolgt eine Beschreibung zu einem Fall, in dem es sich bei dem bei der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 her eingegangenen Fahrsteuerungsplan P um den Fahrsteuerungsplan P2 handelt.
Wie vorstehend erwähnt, enthält der Fahrsteuerungsplan P2 die unzureichende elektrische Energiemenge Er. Bei einer Zeitplanung mit einer guten Energieerzeugungseffizienz in dem Straßenabschnitt stellt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die Energie mit der elektrischen Energiemenge Er oder darüber im HV-Modus sicher. In anderen Straßenabschnitten erfolgt die Fahrsteuerung, die den EV-Modus verwendet.
Eine Verarbeitung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P3
Es erfolgt eine Beschreibung zu einem Fall, in dem es sich bei dem bei der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 her eingegangenen Fahrsteuerungsplan P um den Fahrsteuerungsplan P3 handelt.
Wie vorstehend erwähnt, enthält der Fahrsteuerungsplan P3 die Routenstrecke Lg und die regenerative Energiemenge Eg. Bevor das Fahrzeug B im regenerativen Abschnitt ankommt, führt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 eine Fahrsteuerung durch, um die Batterieleerstandskapazität E_empty sicherzustellen, die zum Laden der regenerativen Energiemenge Eg fähig ist. Zu diesem Zweck wird in der Fahrsteuerung der EV-Modus zumindest in einem Teil eines Zeitraums vor Ankunft im regenerativen Abschnitt eingesetzt. Im regenerativen Abschnitt erfolgt die Fahrsteuerung, die den EV-Modus verwendet.
Eine Verarbeitung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P4
Es erfolgt eine Beschreibung zu einem Fall, in dem es sich bei dem bei der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 her eingegangenen Fahrsteuerungsplan P um den Fahrsteuerungsplan P4 handelt.
Wie vorstehend erwähnt, enthält der Fahrsteuerungsplan P4 die unzureichende elektrische Energiemenge Erg und die regenerative Energiemenge Eg. Da das Fahrzeug B vor Ankunft im regenerativen Abschnitt im HV-Modus fährt, führt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die Fahrsteuerung zur Engerierzeugung der elektrischen Energiemenge Erg im richtigen Verhältnis durch. Im regenerativen Abschnitt erfolgt die den EV-Modus verwendende Fahrsteuerung. Mit dieser Auslegung wird, wenn das Fahrzeug B in dem Straßenabschnitt fährt, ein Kraftstoffverbrauch gesenkt.
Betrieb der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4
8 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung der Fahrunterstützungssteuerung der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 darstellt, und stellt einen Betrieb nach dem Schritt S106 in 2 dar.
Die Fahrunterstützungssteuerung durch die Energieverwaltungsvorrichtung 10 beginnt, wenn irgendeiner der von der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 ausgegebenen Fahrsteuerungspläne P1, P2, P3, P4 in die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 eingegeben wird (ein Schritt S300).
Durch Speichern (Überschreiben) des eingegebenen Fahrsteuerungsplans P in einem vorbestimmten Bereich der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 wird der durch die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 genutzte Fahrsteuerungsplan P aktualisiert (ein Schritt S301).
Die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 wartet darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd von der Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 her eingegeben werden (Schritt S302, S308).
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd zeigen eine Fahrgeschwindigkeit V(t). Hier stellt eine Variable t (0 bis n) eine Zeitspanne dar, und eine vorbestimmte Zeit Tv (zum Beispiel zehn Millisekunden), die als eine Einheit zum Ändern der Variable t dient, wird eingesetzt. Bei einem Zeitpunkt, zu dem die Variable t einen Wert 0 annimmt, handelt es sich um einen Zeitpunkt, zu dem sich das Fahrzeug B am Kardinalpunkt G befindet. Bei der vorbestimmten Zeit Tv handelt es sich um dieselbe Zeit wie einem Zeitraum, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd von der Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichung 60 her eingegeben werden. Mit anderen Worten werden in den Schritten S302, S308 die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd in die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 eingegeben, während die Fahrgeschwindigkeit V(t) in der vorbestimmten Zeit Tv aktualisiert wird.
Die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 berechnet eine Fahrstrecke in dem Straßenabschnitt (im Folgenden auch als „Abschnittsfahrstrecke“ bezeichnet) Lv [m] entsprechend der Formel (7). Formel 7
Um einen Integrationsfehler der Abschnittsfahrstrecke Lv zu reduzieren, ist es wünschenswert, dass die vorbestimmte Zeit Tv eine kurze Zeit ist.
Als Nächstes erfolgt eine Bestimmung, ob sich eine Position des Fahrzeugs B innerhalb des Straßenabschnitts befindet oder nicht (ein Schritt S304). Speziell wird bestimmt, ob die Abschnittsfahrstrecke Lv kürzer ist als die Abschnittsroutenstrecke L oder nicht. Mit anderen Worten wird in einem Fall, in dem eine Formel (8) zutrifft (trifft zu), bestimmt, dass sich die Position des Fahrzeugs B innerhalb des Straßenabschnitts befindet.
Formel 8

Lv < L (8)

Wenn ein Bestimmungsergebnis im Schritt S304 zutrifft (JA), erfolgt weiter eine Bestimmung, ob sich das Fahrzeug B im regenerativen Abschnitt befindet oder nicht (ein Schritt S305). Speziell wird die Bestimmung zu einer Bestimung eines Zutreffens/Nichtzutreffens einer Formel (9) auf Grundlage von 5.
Formel 9

(L1_A + L2 + L1_B) < Lv < (L1_A + L2 + L1_B + L3) (9)

Die Routenstrecke muss das Zutreffen oder Nichtzutreffen der Formel (9) bestimmen. Von daher werden die in den Schritten S101, S102 (siehe 2) abgerufenen Informationen Q für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle von der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 an die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 weitergegeben.
In einem Fall, in dem die Formel (9) zutrifft, das heißt, in einen Fall, in dem sich das Fahrzeug B im regenerativen Abschnitt befindet, wird ein Verbrauch des Kraftstoffs gesenkt, indem das Gaspedal des Fahrzeugs B ausgeschaltet wird. Von daher bestimmt in diesem Fall die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4, ob auf das Gaspedal getreten wird oder nicht, indem der Trittwinkel θacc des Gaspedals [%] verwendet wird, der von der Gaspedalsensorvorrichtung 80 her eingegeben wird (ein Schritt S306). Bei der Bestimmung handelt es sich speziell um eine Bestimmung des Zutreffens oder Nichtzutreffens einer Formel 10.
Formel 10

θacc > 0 (10)

In einem Fall, in dem die Formel (10) zutrifft, das heißt, in einem Fall, in dem das Gaspedal getreten wird, werden die Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R an die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 ausgegeben (ein Schritt S307). Die Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R zeigen, dass sich das Fahrzeug B im regenerativen Abschnitt befindet, in dem ein Ausschalten des Gaspedals empfohlen wird.
In einem Fall, in dem die jeweiligen Bestimmungen im Schritt S302, Schritt S305, Schritt S306 nicht zutreffen (NEIN), wartet die Verarbeitung (zum Beispiel während der zuvor erwähnten vorbestimmten Zeit Tv) ab, bis die nächsten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd von der Fahrzeuggeschwindigkeitssensorvorrichtung 60 her eingegeben werden (ein Schritt S308). Danach kehrt die Verarbeitung zum Schritt S302 zurück und eine Eingabe der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd wird bestätigt.
In einem Fall, in dem die Formel (7) im Schritt S304 nicht zutrifft (NEIN), werden der Fahrsteuerungsplan und die Abschnittsfahrstrecke Lv, die in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 gespeichert sind, initialisiert (ein Schritt S309), und die Verarbeitung wird beendet (ein Schritt S310).
Betrieb der Energieverwaltungsvorrichtung 10 während eines Ein-/Ausschaltzustands einer Stromversorgung
Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 speichert sukzessive die mittlere Fahrgeschwindigkeit Va in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3. Die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 speichert sukzessive die Abschnittsfahrstrecke Lv in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3. Diese Speicherungen erfolgen nicht in einem Zustand, in dem die Stromversorgung ausgeschaltet und das Energieverwaltungssystem 100A nicht in Betrieb ist. Bei der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 handelt es sich zum Beispiel um eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, wie etwa einen Flash-Speicher, der die gespeicherten Informationen auch dann nicht verliert, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist.
Es wird ein anfänglicher Betrieb, unmittelbar, nachdem das Energieverwaltungssystem 100A in Betrieb genommen wurde, betrachtet. Im Spezielleren wird der anfängliche Betrieb, nachdem das Fahrzeug B auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans P fährt, der Betrieb der Fahrsteuerung temporär angehalten und der Betrieb wieder aufgenommen wird, betrachtet.
Bei einem solchen anfänglichen Betrieb greift die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 auf die nichtflüchtige Informationsspeichereinheit 3 zu, um sich davon zu überzeugen, ob der Fahrsteuerungsplan P, die Abschnittsfahrstrecke Lv und die mittlere Fahrgeschwindigkeit Va gespeichert sind. In einem Fall, in dem diese Informationselemente gespeichert sind, werden, bevor die Stromversorgung eingeschaltet wird, was zu einer Gelegenheit für den anfänglichen Betrieb wird, der Fahrsteuerungsplan P und die Abschnittsfahrstrecke Lv in einem Zustand gespeichert, in dem die Stromversorgung eingeschaltet ist. Und zwar sind dies der Fahrsteuerungsplan P und die Abschnittsfahrstrecke Lv, bevor das Fahrzeug B anhält.
In einem Fall, in dem diese Informationselemente gespeichert sind, liest die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 den Fahrsteuerungsplan P und die Abschnittsfahrstrecke Lv, die gespeichert wurden, aus der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 aus und gibt diese an die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 aus. Dann nimmt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die Fahrsteuerung auf Grundlage der Abschnittsfahrstrecke Lv und des Fahrsteuerungsplans P auf, die in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 gespeichert sind.
In einem Fall, in dem ein Wert der gespeicherten Abschnittsfahrstrecke Lv der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 mitgeteilt wird, wird der Wert als Abschnittsfahrstrecke Lv verwendet, und in einem Fall, in dem er nicht mitgeteilt wird, verwendet die Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 einen Wert 0 als die Abschnittsfahrstrecke Lv. Diese Verarbeitung und der zuvor erwähnte Schritt S301 (8) können zusammen ausgeführt werden.
Mit einem solchen Betrieb ist es während der Fahrunterstützungssteuerung oder der Fahrsteuerung in einem Fall, in dem das Fahrzeug B vorübergehend in einem Verbrauchermarkt, einem Servicebereich o. dgl. anhält und erneut losfährt, möglich, die Fahrunterstützungssteuerung der Fahrunterstützungsinformationsausgabeeinheit 4 und die Fahrsteuerung der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 wieder aufzunehmen.
Aktualisierungsbetrieb des Fahrsteuerungsplans P
Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 berechnet kontinuierlich die mittlere Fahrgeschwindigkeit Va in einem vorbestimmten Zeitraum. Wenn die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 die Fahrsteuerung durchführt, kann es einen Unterschied zwischen einem Wert der mittleren Fahrgeschwindigkeit Va, der im Fahrsteuerungsplan P verwendet wird, um bei der Fahrsteuerung darauf zuzugreifen, und einem Wert der mittleren Fahrgeschwindigkeit Va geben, der durch eine Berechnung frisch erhalten wurde. In einem Fall, in dem es sich bei diesem Unterschied um einen vorbestimmten Wert Vt oder darüber handelt, erstellt die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 den fahrsteuerungsplan P erneut auf Grundlage des frisch erhaltenen Werts der mittleren Fahrgeschwindigkeit Va. Und zwar deswegen, weil, wie in Tabelle 2 gezeigt, der Wert der elektrischen Energiemenge E1 von der mittleren Fahrgeschwindigkeit Va abhängt und auch die Bestimmungen anhand der Formeln (2) bis (5) unterschiedlich sind.
Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 gibt den erstellten, neuen Fahrsteuerungsplan P an die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 aus. Die Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 aktualisiert (überschreibt) auch die in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 gespeicherte mittlere Fahrgeschwindigkeit Va mit der frisch erhaltenen mittleren Fahrgeschwindigkeit Va.
Ein zuvor durch Versuche o. dgl. erhaltener Wert wird für den vorbestimmten Wert Vt genutzt. Es ist wünschenswert, dass es sich bei dem vorbestimmten Wert Vt um einen Wert in einem Bereich handelt, der bewirkt, dass sich der Fahrsteuerungsplan P vom vorher erstellten Fahrsteuerungsplan P unterscheidet, indem zum Beispiel der in Tabelle 2 gewählte Wert der elektrischen Enegiemenge E1 verändert wird.
Auf diese Weise wird, da die Fahrsteuerung durch Anpassen an eine tatsächliche Geschwindigkeit aktualisiert wird, ein Fehler zwischen dem Fahrsteuerungsplan P und einer tatsächlichen Fahrt korrigiert und die Genauigkeit der Steuerung verbessert.
Wirkungen der Ausführungsform 1
Eine Rückgewinnung der regenerativen Energie hat eine Wirkung, den Verbrauch der aus dem Kraftstoff abgeleiteten Energie oder der aus der in der Speicherbatterie gespeicherten Energie abgeleiteten Energie zu senken. Dabei verfügt, wie vorstehend beschrieben, die Energieverwaltungsvorrichtung 10 nach der Ausführungsform 1 vorab über die Straßengefälleinformationen über den Straßenabschnitt mit dem Gefälle in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Fahrzeugs B (wie etwa das Fahrzeuggewicht oder die maximale Energieerzeugungsmenge oder die minimale Energieerzeugungsmenge der regenerativen Bremse). Indem auf diese Weise vorgegangen wird, ist es nicht notwendig, dass die Vorrichtung, wie etwa das im Motorfahrzeug angebrachte Frahrzeugnavigationssystem oder ein Informationszentrum, über die Informationen des Straßenabschnitts verfügt, in dem eine Rückgewinnung der regenerativen Energie nicht zu erwarten ist, wie etwa die ebene Straße oder das leichte Straßengefälle.
Von daher wird die zum Berechnen der regenerativen Energie erforderliche Informationsmenge kleiner, und bei der Vorrichtung zum Speichern der Informationen kann es sich auch um eine kostengünstige Vorrichtung mit einer geringen Kapazität handeln. Von daher ist die zuvor erwähnte Technologie besonders zur Kostenanpassung beim leichten Motorfahrzeug geeignet. Auch ist die Abrufzeit für die notwendigen Straßengefälleinformationen verkürzt. Eine solche Zeitverkürzung ist von dem Standpunkt aus vorzuziehen, dass es auch für eine Anwendung genutzt werden kann, die eine Berechnung in einer kurzen Zeit erfoderlich macht, wie etwa eine sichere Fahrsicherheitsunterstützung.
Darüber hinaus werden die Straßengefälleinformationen in Verbindung mit dem Straßenabschnitt gespeichert und umfassen die Startposition, die Endposition und das Gefälle des regenerativen Abschnitts. Von daher ist es möglich, die Positionen des regenerativen Abschnitts zu erkennen oder die regenerative Energiemenge Eg zu berechnen, die sich im regenerativen Abschnitt rückgewinnen lässt.
Darüber hinaus wird zum Beispiel der Wert, der die beim Planen der Straße angesetzte Geschwindigkeit berücksichtigt, auf die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in der Straße mit dem Gefälle angewendet. Mit dieser Auslegung können in der Straße mit dem Gefälle die elektrischen Energiemengen E2, E3, die pro Einheitsstrecke verbraucht werden, in Abhängigkeit von dem Gefälle definiert werden. Von daher kann die Energieberechnung vereinfachter sein (vier Rechenoperationen). Dies realisiert eine rasche Erstellung des Fahrsteuerungsplans in einem Langstreckenstraßenabschnitt. Dies ist von einem Gesichtspunkt her wünschenswert, eine geringe Rechenkapazität zu benötigen, die für die Energieverwaltungsvorrichtung 10 gefordert wird.
Darüber hinaus wird in dieser Energieverwaltungsvorrichtung 10, abgesehen von der Straße mit dem Gefälle, die elektrische Energiemenge E1, die beim Fahren auf der ebenen Straße verbraucht wird, als die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängende Menge definiert. Mit dieser Auslegung erfolgt, da der Wert der elektrischen Energiemenge E1 individuell unter Verwendung des mittleren Werts der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit (der mittleren Fahrgeschwindigkeit) in dem Straßenabschnitt bestimmt wird, die hochgenaue Berechnung, während die Energieberechnung vereinfachter ist (die vier Rechenoperationen).
Darüber hinaus werden bei dieser Energieverwaltungsvorrichtung 10, ob das Fahrzeug B in dem Straßenabschnitt in einer Eintrittsrichtung von diesem im EV-Modus fahren kann, und die Batterierestmenge in einem Fall, in dem das Fahrzeug nur im EV-Modus fährt (der Schritt S204, siehe Fahrsteuerungsplan P1) oder die unzureichende elektrische Energiemenge Er aufgrund dessen, dass in dem Straßenabschnitt nur im EV-Modus gefahren wird, und die Abschnittsroutenstrecke L (der Schritt S205, siehe Fahrsteuerungsplan P2) ausgegeben. Darüber hinaus wird die unzureichende elektrische Energiemenge Er aufgrund dessen, dass bis zum regenerativen Abschnitt nur im EV-Modus gefahren wird, oder die regenerative Energiemenge Eg, die im regenerativen Abschnitt rückgewonnen werden kann (die Schritte S205, S207, siehe Fahrsteuerungspläne P3, P4) ausgegeben. Mit dieser Auslegung wird in dem Straßenabschnitt, in dem das Fahrzeug B nicht nur im EV-Modus fahren kann, ein Energieerzeugungsplan in einem Fall, in dem das Fahrzeug im HV-Modus fährt, mühelos in der Fahrsteuerungsvorrichtung 40 erstellt.
Darüber hinaus werden bei der Energieverwaltungsvorrichtung 10 in einem Fall, in dem der Fahrer im regenerativen Abschnitt auf das Gaspedal tritt, die Gaspedalausschaltempfehlungsinformationen R von der Fahrunterstützugsinformationsausgabeeinheit 4 ausgegeben. Da die Straßengefälleinformationen in Verbindung mit der Startposition oder der Endposition des regenerativen Abschnitts gespeichert sind, rät die Energieverwaltungsvorrichtung 10 dem Fahrer über die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 o. dgl. dringend an, das Gaspedal auszuschalten (nicht zu treten). Dies trägt zu einer Effizienzverbesserung beim Rückgewinnen regenerativer Energie bei, wenn das Fahrzeug im regenerativen Abschnitt fährt.
Zudem ist in der Energieverwaltungsvorrichtung 10 der Fahrsteuerungsplan P oder die mittlere Fahrgeschwindigkeit Va in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 gespeichert. Auf die Informationen wird dann zugegriffen, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, und die notwendigen Informationen werden an die Fahrunterstützugsinformationsausgabeeinheit 4 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 ausgegeben. Mit dieser Auslegung ist es möglich, die Fahrunterstützungssteuerung und die Fahrsteuerung wiederaufzunehmen, die vorübergehend aufgrund eines Stillstands des Fahrzeugs o. dgl. unterbrochen wurden. Darüber hinaus kann die mittlere Fahrstrecke in dem Straßenabschnitt in der nichtflüchtigen Informationsspeichereinheit 3 gespeichert sein.
Darüber hinaus berechnet die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 den Stromkostenaufwand DpE, der als die Strecke dient, die pro Einheitenergie gefahren werden kann, aus der Batterierestmenge (E0 – Efin) in einem Fall, in dem das Fahrzeug nur im EV-Modus fährt, und aus der Abschnittsroutenstrecke L, die von der Energieverwaltungsvorrichtung 10 her eingegeben wurden. Dann wird, wenn es sich bei dem Wert des Stromkostenaufwands DpE um den vorbestimmten Wert DpEz oder darüber handelt, oder es sich bei der Abschnittsroutenstrecke L, die nur im EV-Modus gefahren werden kann, um den vorbestimmten Wert Lz oder darüber handelt, der EV-Modus in dem Straßenabschnitt verwendet. Von daher kann, ohne eine komplizierte Berechnung auszuführen, und selbst mit einer gering ausgestatteten CPU (zentrale Prozessoreinheit), eine Auswahl des Fahrmodus mit besserer Energieeffizienz mit hoher Geschwindigkeit realisiert werden.
Es wäre anzumerken, dass, da es im ebenen Straßenabschnitt kein Straßengefälle gibt, ein Speichern der Straßengefälleinformationen über den ebenen Abschnitt entfallen kann. In diesem Fall kann im ebenen Straßenabschnitt die verbrauchte elektrische Energie aus der Fahrgeschwindigkeit und der Fahrstrecke erhalten werden.
Ausführungsform 2
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung der Energieverwaltungsvorrichtung in einer Ausführungsform 2 nach der vorliegenden Erfindung. Es wäre anzumerken, dass der Aufbau des in 1 dargestellten Energieverwaltungssystems 100A auch in der Ausführungsform 2 verwendet wird.
In der Ausführungsform 1 spezifizieren die in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeicherten Abschnittsstraßengefälleinformationen den Straßenabschnitt durch die Fahrausrichtung ausgehend von der Position des Kardinalpunkts G wie in Tabelle 1. Wenn jedoch eine solche Datenkonfiguration verwendet wird, besteht ein Problem, dass eine Datenmenge mit einer Zunahme bei der Anzahl von Kardinalpunkten zunimmt.
In der Ausführungsform 2 wird in Bezug auf dieses Problem ein Verfahren beschrieben, um eine Datenmenge von Abschnittsstraßengefälleinformationen zu reduzieren, die in einer Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert werden, während eine Energieberechnung mit demselben Grad an Genauigkeit wie in der Ausführungsform 1 realisiert werden kann.
9 ist eine Abbildung, die Abschnittsstraßengefälleinformationen erklärt. Die Abschnittsstraßengefälleinformationen werden in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert, wobei Endpunkte K1, K2, K3, K4, K5 in einem Bereich RA, in dem ein Fahrzeug mit einer vorbestimmten elektrischen Energiemenge Ec fahren kann, als Kardinalpunkte dienen.
Die Endpunkte K1, K2, K3, K4, K5 sind durch Pfade durch Relaispunkte K6, K7, K8, K9, K10 über Straßenabschnitte verbunden. Zum Beispiel sind die Endpunkte K1, K3 durch den Pfad durch die Relaispunkte K8, K9 verbunden.

Tabelle 4 zeigt ein Datenspeicherbeispiel der Abschnittsstraßengefälleinformationen, die durch die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle in der Ausführungsform 2 gespeichert werden. In Tabelle 4 handelt es sich bei einer Vielzahl von Straßengefälleinformationselementen, die durch einen Index RA zusammengefasst sind, der den Bereich RA angibt, um das eine Informationselement über den Straßenabschnitt, der zwei beliebige Punkte der Endpunkte K1 bis K5 im Bereich RA verbindet. Zum Beispiel wird für die Straßengefälleinformationen das eine ausgewählt, das in dem Straßenabschnitt am effizientesten durch die Relaispunkte verlaufen ist. Tabelle 4

Index	Verbrauch Energie	Straßengefälleinformationen
Index	Verbrauch Energie	Startposition	Endposition	Straßengefälle (negativ bedeutet abwärts)
RA	Ec	34° A‘ X‘‘	135° D‘ U‘‘	5%
RA	Ec	34° B‘ Y‘‘ 34° C‘ Z‘‘	135° E‘ V‘‘ 135° F‘ W‘‘	–6% 4%
		. . .

Bei einer Startposition und einer Endposition handelt es sich um GPS-Koorinaten zweier beliebiger verschiedener Endpunkte der Endpunkte K1 bis K5 in dem Bereich RA. Jedoch sind die zwei der Startposition und der Endposition entsprechenden Endpunkte, die in derselben Reihe gezeigt sind, miteinander durch den Straßenabschnitt verbunden, und ein Gefälle des Straßenabschnitts ist in derselben Reihe gezeigt (ein Aufwärtsgefälle ist positiv, ein Abwärtsgefälle ist negativ, und eine ebene Straße ist Null).
Auf diese Weise werden in der Ausführungsform 2 die Straßengefälleinformationen gespeichert und in einer Bereichseinheit (in Bezug auf den Bereich RA auf Grundlage von 9) verwaltet. Eine solche Datenverwaltung hat einen Vorteil, die gespeicherte Datenmenge im Vergleich zur Datenverwaltung (siehe Tabelle 1) reduzieren zu können, welche die Straßengefälleinformationen einzeln in dem Straßenabschnitt (Indices ID1, ID2, ID3... in 3) wie in der Ausführungsform 1 speichert.
Elektrische Energiemengen Ec, die verbraucht werden, wenn ein Fahrzeug B von einem der Endpunkte K1 bis K5 zu einem anderen von diesen fährt, werden ungeachtet der Endpunkte gleich behandelt. Mit anderen Worten wird der Bereich RA als ein Bereich behandelt, in dem die elektrischen Energiemengen (hier die elektrischen Energiemengen Ec), die verbraucht werden, wenn das Fahrzeug B zwischen den sich an einer Grenze des Bereichs RA befindenden Endpunkten fährt, gleich sind. Mit anderen Worten werden in der Ausführungsform 2 die Straßengefälleinformation den mehreren Straßenabschnitten innerhalb des Bereichs zugeordnet, in dem die Energien, die verbraucht werden, wenn das Fahrzeug B fährt, gleich sind, und enthalten die Startposition, die Endposition und das Straßengefälle des Straßenabschnitts.
Bei der elektrischen Energiemenge Ec handelt es sich um eine Energiemenge, die {–E1·(L1_A + L1_B + L1_C) – (E2·L2)} entspricht, die als ein zweiter Term und ein dritter Term einer rechten Seite der Gleichung (der linken Seite der Ungleichung) in der Formel (5) dient.
Von daher kann in der Ausführungsform 2 die in der Formel (5) in der Ausführungsform 1 berechnete Energiebilanzberechnung erhalten werden, indem der zweite Term und der dritte Term der rechten Seite der Gleichung durch die elektrische Energiemenge Ec ersetzt wird. Mit anderen Worten kann die Berechnung der Energiebilanz unter Verwendung des Bereichs RA als Einheit erfolgen, anstatt den Straßenabschnitt als die Einheit zu verwenden.
In der Ausführungsform 2 erfolgt auch, was die Verarbeitung bis zum Erstellungsbeginn eines Fahrsteuerungsplans P betrifft, mit Ausnahme dessen, was in den Schritten S101, S102 im Ablaufschema in 2 abgerufen wird, und zwar Abschnittsstraßengefälleinformationen in einer Bereichseinheit, dieselbe Verarbeitng wie in der Ausführungsform 1.
10 ist ein Ablaufschema, das eine Erstellung und Ausgabe des Fahrsteuerungsplans P in der Ausführungsform 2 darstellt. Bei der in dem Ablaufschema dargestellten Verarbeitung handelt es sich um eine Verarbeitung, bei der die Schritte S201, S202 in 6 abgeschafft sind (deshalb auch die Schritte S206, S207 abgeschafft sind) und es sich um einen Ablauf handelt, der vom Schritt S200 zum Schritt S203 übergeht. In der Energiebilanzberechnung (der Formel (5)) im Schritt S203 erfolgt, wie zuvor erwähnt, die Berechnung, bei welcher der zweite Term und der dritte Term der rechten Seite der Gleichung in der Formel (5) durch die elektrische Energiemenge Ec ersetzt wird.
11 ist ein Ablaufschema, das eine Verarbeitung einer Fahrunterstützungssteuerung einer Fahrunterstützugsinformationsausgabeeinheit 4 in der Ausführungsform 2 darstellt. Bei dem Ablaufschema handelt es sich um das eine, in dem die Schritte S303, S304 in dem in 8 dargestellten Ablaufschema durch Schritte S403 bzw. S404 ersetzt sind.
Im Schritt S403 wird eine Bereichsfahrstrecke La berechnet. Bei der Bereichsfahrstrecke La handelt es sich um eine Strecke, auf der das Fahrzeug B in dem Bereich RA fährt, mit einem Punkt als Startpunkt, an dem es an einem beliebigen der Endpunkte K1 bis K5 ankommt. Auf dieselbe Weise wie die Abschnittsfahrstrecke Lv wird die Bereichsfahrstrecle La aus der Formel (7) unter Verwendung der Fahrgeschwindigkeit V(t) erhalten, die aus den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd erhalten wird.
Im Schritt S404 wird auf Grundlage der Bereichsfahrstrecke La bestimmt, ob sich das Fahrzeug B in dem Bereich RA befindet oder nicht.
Es wäre anzumerken, dass, da die konkrete Verarbeitung, die bestimmt, ob das Fahrzeug B in den Bereich RA eintritt oder nicht, unter Verwendung einer bekannten Technik erfolgt, die Verarbeitung hier nicht im Einzelnen beschrieben wird. Zum Beispiel kann definiert, angenommen oder näherungsweise bestimmt werden, dass der Bereich RA ein Rechteck ist, und bestimmt werden, ob sich der durch die Informationen J über die aktelle Position angegebene Breitengard/Längengrad eines GPS in dem vorstehend beschriebenen rechteckigen Bereich befindet oder nicht.
Als die Energie, die das Fahrzeug B in dem Bereich RA verbraucht, wird die elektrische Energiemenge Ec berücksichtigt. Die Energie, die das Fahrzeug B in dem Bereich RA verbraucht, kann durch Ersetzen durch eine verbrauchte Benzinmenge Gc behandelt werden, wenn es sich bei der Energie um Energie handelt, die zum Fahren erforderlich ist. Alternativ können sowohl die elektrische Energiemenge Ec als auch die Benzinmenge Gc in Verbindung mit dem Bereich RA behandelt werden.
Wirkungen der Ausführungsform 2
Wie vorstehend beschrieben, werden in einer Energieverwaltungsvorrichtung 10 nach der Ausführungsform 2 die Straßengefälleinformationen durch die vorbestimmte elektrische Energiemenge Ec eingestuft und verwaltet, die beim Fahren des Fahrzeugs B verbraucht wird. Im Spezielleren werden auch in einem Fall, in dem das Fahrzeug B zwischen beliebigen Endpunkten fährt, die im Grenzbereich des Bereichs enthalten sind, die Straßengefälleinformationen in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle für jeden Bereich gespeichert, in dem die vorbestimmte elektrische Energiemenge Ec verbraucht wird. Eine Straßengefälleposition in dem Bereich ist in Koordinaten festgehalten.
Auf diese Weise wird in der Ausführungsform 2, auch wenn ein Bestimmungsort oder ein Fahrweg nicht bestimmt ist, der Fahrsteuerungsplan in dem Bereich erstellt, und der Fahrsteuerungsplan trägt zu einer Fahrt bei, bei der Energie gespart wird.
Darüber hinaus ist es im Vergleich zur Ausführungsform 1 möglich, die gespeicherte Datenmenge der Straßengefälleinformationen zu reduzieren, und die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle kann durch die weniger teure Vorrichtung realisiert werden. Auch ist es, da die Straßengefälleinformationen durch Einengung der zum entsprechenden Bereich RA gehörenden Straßengefälleinformationen abgerufen werden können, möglich, eine Abrufgeschwindigkeit der notwendigen Straßengefälleinformationen zu verbessern.
Darüber hinaus ist es möglich, den Fahrsteuerungsplan über eine als Bereich bezeichnete Reichweite zu erstellen, die weiter ist als diejenige der Ausführungsform 1. Von daher ist der Bestimmungsort oder der Ankunftsweg bis zum Bestimmungsort (in Patentdokument 1 gefordert) zur Erstellung des Fahrsteuerungsplans nicht erforderlich.
Ausführungsform 3
Als nächstes wird eine Energieverwaltungsvorrichtung in einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Faktor, der zum Energieverbrauch beiträgt, ist nicht nur ein Straßengefälle, und es wird auch eine Veränderung einer Fahrgeschwindigeit zum Faktor. Zu diesem Problem wird in der Ausführungsform 3 eine Position, an der eine Geschwidigkeitsveränderung (Beschleunigung oder Abbremsung) eines Motorfahrzeugs erfolgt, mit einer Technik ähnlich den Straßengefälleinformationen genutzt.
12 ist ein Blockschema, das einen Aufbau eines Energieverwaltungssystems 100B und eine Peripherie von diesem in der Ausführungsform 3 darstellt. Das Energieverwaltungssystem 100B ist auf dieselbe Weise wie das Energieverwaltungssystem 100A in einem Fahrzeug montiert.
Das Energieverwaltungssystem 100B hat einen Aufbau, bei dem die Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle des Energieverwaltungssystems 100A durch eine Geschwindigkeitsveränderungsereignispositionsinformationsspeichereinheit 5 ersetzt ist.
Darüber hinaus steuert in der vorliegenden Ausführungsform eine Fahrsteuerungsvorrichtung 40, die in dem Energieverwaltungssystem 100B enthalten ist, auch eine Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 90. Die Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 90 setzt einen Winkel zum Ausrichten eines Frontscheinwerfers 205 an. Zum Beispiel gibt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 90 den Winkel vor.
Eine Startposition und eine Endposition einer Kruve mit einer Krümmung Rt oder darüber wird auf dieselbe Weise behandelt wie die Startposition und die Endposition des Straßengefälles in der Ausführungsform 1 oder der Ausführungsform 2. Eine Einmündung kann als eine „Kurve“ mit einer sehr großen Krümung erfasst werden.
Alternativ kann sie als ein Auftreten eines Ereignisses erfasst werden, das temporärer Stopp genannt wird.
Tabelle 5 zeigt ein Datenspeicherbeispiel von Ereignisinformationen in der Geschwindigkeitsveränderungsereignispositionsinformationsspeichereinheit 5.
Die Ereignisinformationen werden in der Geschwindigkeitsveränderungsereignispositionsinformationsspeichereinheit 5 in Vrbindung mit jedem in einem Index gezeigten Straßenabschnitt gespeichert. Im Speziellerem werden zusätzlich zu den in Tabelle 1 dargestellten Straßengefälleinformationen die folgenden Ereignisinformationen in Verbindung mit jedem Straßenabschnitt gespeichert. Allerdings werden, um eine Verkomplizierung in Tabelle 5 zu vermeiden, Einzelheiten der Straßengefälleinformationen weggelassen. Die Ereignisinformationen können auch als ein Teil der Abschnittsstraßengefälleinformationen erfasst werden.
Die Ereignisinformationen enthalten eine Ereigniseinstufung, Positionsinformationen, eine Ereignischarakteristik und eine Energiecharakteristik. Die Ereigniseinstufung gibt an, dass es sich bei einem den Ereignisinformationen unterliegenden Ereignis entweder um eine Rechtskurve, eine Linkdkurve oder eine Einmündung handelt. Die Positionsinformationen enthalten eine Startposition und eine Endposition des Ereignisses. Hier ist ein Fall dargestellt, in dem die Startposition und die Endposition durch eine Routenstrecke von der Startposition des in den Fokus genommenen Straßenabschnitts (zum Beispiel dem Kardinalpunkt G in 3) ausgedrückt sind. Die Ereignischarakteristik gibt eine Krümmung des Ereignisses an. Alternativ kann in einem Fall, in dem es sich bei der Ereigniseinstufung des Ereignisses um die Einmündung handelt, die Ereignischarakteristik anstelle der Krümmung als temporärer Stopp erfasst werden.
Die Energiecharakteristik gibt eine durch das Ereignis verbrauchte Energiemenge Edc an. Allerdings gibt ein hier gezeigter negativer Wert des Werts an, dass die regenerative Energie durch das Ereignis gewonnen wird.
Als Nächstes erfolgt in der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 eine Energieberechnung, die eine Abbremsung und Beschleunigung vor einem Eintritt in die Kurve oder die Einmündung berücksichtigt.
Zum Beispiel wird unter Berücksichtigung der Ausführungsform 1 beschrieben, dass die Energiemenge Edc [Wh], die verbraucht wird, wenn ein Fahrzeug bei einer vorbestimmten Beschleunigung zu einem Eintrittszeitpunkt in die Kurve abbremst (die regenerative Energie kann bei der Abbremsung erzeugt werden) und bei der vorbestimmten Beschleunigung am Ende der Kurve beschleunigt, als Energiecharakteristikinformationen wiedergegeben werden kann. Von daher wird in dem aktuell in den Fokus genommenen Straßenabschnitt eine Energiebilanzformel in der vorliegenden Ausführungsform in einer Formel (11) ausgedrückt, indem die Energiemenge Edc von der rechten Seite der Gleichung (der linken Seite der Ungleichung) in der Formel (5) abgezogen wird.
Formel 11

Efin = E0 – E1·(L1_A + L1_B + L1_C) – (E2·L2) + E3·L3 – Edc > 0 (11)

Es wäre anzumerken, dass die Ereignisinformationen, insbesondere Startpositionsinformationen K, die eine Startposition des Ereignisses angeben, wünschenswerter Weise mit Informationen J über die aktuelle Position von der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 an eine Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 übertragen werden. Wenn es sich bei einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Fahrzeug der Startposition um weniger als den vorbestimmten Abstand nähert (die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 kann dies aus den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen Vd erkennen), um eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder darüber handelt, erteilt die Informationsbereitstellungsvorrichtung 50 dem Fahrer eine Mitteilung zum dringenden Anraten einer Abbremsung o. dgl.
Wenn die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 eine Eingabe eines Fahrsteuerungsplans P erhält, ist es wünschenswert, dass auch Ereignisinformationen über den dem Fahrsteuerungsplan P entsprechenden Straßenabschnitt von der Fahrsteuerungsplanungseinheit 1 her eingehen. In 12 werden Ereignisinformationen D hinzugefügt.
Dadurch, dass sie die Ereignisinformationen D erhält, gibt die Fahrsteuerungsvorrichtung 40 den Winkel des Frontscheinwerfers 205 an die Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 90 aus, bevor das Fahrzeug auf das Ereignis trifft, und im Spezielleren, bevor es in die Kurve oder die Einmündung einfährt. Dies ist von einem Gesichtspunkt her wünschenswert, die Sichtverhältnisse des Fahrers, der das Fahrzeug fährt, sicherzustellen. Der Winkel kann auf Grundlage der Krümmung eingestellt werden, die in der Ereignischarakteristik gezeigt ist.
Es erübrigt sich zu erwähnen, dass die Energiecharakteristik der Ereignisinformationen für eine Verarbeitung nicht erforderlich ist, dem Fahrer dringend anzuraten, abzubremsen oder den Winkel des Frontscheinwerfers 205 anzupassen. Für die Verarbeitung reichen die Startpositionsinformationen K und die Ereignischarakteristik (welche die Krümmung zeigt) als Ereignisinformationen aus. Umgekehrt sind zur Berechnung der Energiebilanz in der Formel (11) die Startpositionsinformationen K und die Ereignischarakteristik nicht erforderlich, und es reicht die Energiecharakteristik aus.
Es wäre anzumerken, dass in der Ausführungsform 3 die Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle auf dieselbe Weise wie in der Ausführungsform 1 vorgesehen ist, und zusätzlich zu dieser kann eine Speichereinheit vorgesehen sein, welche die Ereignisinformationen speichert.
Wirkungen der Ausführungsform 3
Indem auf diese Weise in der Ausführungsform 3 die Energiemenge berücksichtigt wird, die durch das Fahrzeug in der Kurve (einschließlich einer Kreuzung) verbraucht wird, wird eine für das Fahren in der Ausführungsform 1, 2 erforderliche Energieberechnungsgenauigkeit verbessert, und letztendlich wird die Fahrsteuerung verbessert.
Darüber hinaus trägt die Ausführungsform 3 auch zu einer Abbremsunterstützung für den Fahrer vor einem Einfahren in die Kurve und zu einer Unterstützung der Fahrsicherheit durch die Steuerung einer Beleuchtungsvorrichtung wie etwa dem Frontscheinwerder 205 bei.
Ausführungsform 4
Als Nächstes wird eine Energieverwaltungsvorrichtung in einer Ausführungsform 4 nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den zuvor erwähnten Ausführungsformen 1, 2, 3 werden Daten der Abschnittstraßengefälleinformationen in der Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle wie in Tabelle 1 gezigt gespeichet. Wie anhand von Tabelle 3 beschrieben ist, sind diese Abschnittstraßengefälleinformationen auf den Straßenabschnitt beschränkt, der ein Straßengefälle zeigt, das steiler ist als das entsprechend der Fahrzeugeigenschaft des Fahrzeugs vorbestimmte Gefälle. Dementsprechend kann die Datenmenge der in der Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeicherten Abschnittstraßengefälleinformationen reduziert werden.
Jedoch wird für das Motorfahrzeug mit einem schweren Fahrzeuggewicht das zuvor erwähnte vorbestimmte Gefälle gering (siehe Formel (1)). Im Ergebnis gibt es einen Fall, in dem die Datenmenge der in der Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeicherten Abschnittstraßengefälleinformationen nicht reduziert wird.
In der Ausführungsform 4 werden unter Berücksichtigung eines solchen Falls in einem Weg, der von einem Abwärtsgefälleabschnitt über einen ebenen Straßenabschnitt zu einem Abwärtsgefälleabschnitt führt, indem die an den ebenen Straßenabschnitt angrenzenden Abwärtsgefälleabschnitte als ein Abwärtsgefälleabschnitt behandelt werden, die in einer Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeicherte Abschnittstraßengefälleinformationen reduziert.
14 ist eine grafische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Höhenlage und einer Routenstrecke zweier aneinander angrenzender Abwärtsgefälleabschnitte mit einer dazwischenliegenden ebenen Straße darstellt. Ein erster Abwärtsgefälleabschnitt einer Routenstrecke L3_A beginnt ab einem Startpunkt, auf den ersten Abwärtsgefälleabschnitt folgt ein ebener Straßenabschnitt einer Routenstrecke L1_D, und auf den ebenen Straßenabschnitt folgt ein zweiter Abwärtsgefälleabschnitt einer Routenstrecke L3_B.
In einem Fall, in dem solche Straßenabschnitte bestehen, werden in der vorliegenden Ausführungsform wie in den Ausführungsformen 1, 2, 3 die Abschnittstraßengefälleinformationen über den ebenen Straßenabschnitt nicht in der Informationspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert. Mit anderen Worten werden, was einen in 14 dargestellten Fall betrifft, wie in Tabelle 6 in den Ausführungsformen 1, 2, 3 dargestellt ist, die Abschnittstraßengefälleinformationen gespeichert, indem sie in zwei Indices ID7, ID8 unterteilt werden. Die Indices ID7, ID8 entsprechen dem ersten Abwärtsgefälleabschnitt bzw. zweiten Abwärtsgefälleabschnitt.
Hier ist der Einfachheit halber eine Fahrausrichtung des in 14 dargestellten Straßenabschnitts immer 0 Grad. Entsprechen stimmt der GPS-Längengrad des im Index ID7 dargestellten Abwärtsgefälleabschnitts mit demjenigen des im Index ID8 dargestellten Abwärtsgefälleabschnitts überein. Darüber hinaus ist die Routenstrecke L3_A auf 300 m eingestellt, die Routenstrecke L1_D ist auf 200 m eingestellt, und die Routenstrecke L3_B ist auf 500 m eingestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden nur in einem Fall, in dem eine Energie Ef, die beim Fahren im ebenen Straßenabschnitt der Routenstrecke L1_D verbraucht wird, größer ist als eine vorbestimmte Energie Efx, die zwei durch die Indices ID7, ID8 wie in Tabelle 6 angegebenen Abschnittsstraßengefälleinformationen gespeichert. Hingegen werden in einem Fall, in dem es sich bei der Energie Ef umd die vorbestimmte Energie Efx oder weniger handelt, der in 14 dargestellte Straßenabschnitt als die Abschnittsstraßengefälleinformationen gespeichert, die durch einen Index ID7 wie in Tabelle 7 gezeigt sind.
Hier ist die Abschnittsroutenstrecke eine Summe der Routenstrecken L3_A, L1_D, L3_B, und 300 + 200 + 500 = 100 m in dem zuvor erwähnten Beispiel. Auch wird ein Mittelwert eines Straßengefälles im ersten Abwärtsgefälleabschnitt und eines Straßengefälles im zweiten Abwärtsgefälleabschnitt als Straßengefälle verwendet. Speziell wird ein Straßengefälle λt, wenn diese drei Straßengefälle zusammengefasst werden, durch eine Formel (12) ausgedrückt, indem ein Straßengefälle λ1 in den ersten Abwärtsgefälleabschnitt und ein Straßengefälle λ2 in den zweiten Abwärtsgefälleabschnitt eingesetzt wird.
Formel 12

λt = (λ1 + λ2)÷2 (12)

Nach Tabelle 6 und Tabelle 7 wird das Straßengefälle von 5% erhalten, indem eine Summe des Straßengefälles von 4% im ersten Abwärtsgefälleabschnitt und des Straßengefälles von 6% im zweiten Abwärtsgefälleabschnitt durch Zwei geteilt wird.
Die Energie Ef wird durch eine Formel (13) erhalten, indem die elektrische Energiemenge E1 [Wh/m] in Tabelle 2 eingesetzt wird.
Formel 13

Ef = E1·L1_D (13)

Ein zuvor durch einen Versuch o. dgl. berechneter Wert wird für die vorbestimmte Energie Efx genutzt. Zum Beispiel wird Energie, die γ [%] einer in einem Motorfahrzeug montierten Batterie oder einem Benzinverbrauch δ [L] entspricht, für die vorbestimmte Energie Efx verwendet. Auf diese Weise ist es, was die vorbestimmte Energie Efx betrifft, wünschenswert, dass die Energiemenge, die eine Wirkung auf eine Fahrreichweite des Motorfahrzeugs hat, auf ein vorbestimmtes Verhältnis oder darüber eingestellt wird.
Als die Fahrgeschwindigkeit V in der Tabelle 2 kann wie vorstehend erwähnt eine mittlere Fahrgeschwindigkeit Va verwendet werden. Alternativ kann als die Fahrgeschwindigkeit V ein Wert verwendet werden, der aus Verkehrsstatistikdaten berechnet wird, wie etwa eine durchschnittliche Fahrzeit.
Es wäre anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt ist, in dem zwei Abwärtsgefälleabschnitte aneinander angrenzen, wobei ein ebener Straßenabschnitt dazwischenliegt. Zum Beispiel lässt sich die vorliegende Erfindung auch auf einen Straßenabschnitt anwenden, in dem (k – 1) ebene Straßenabschnitte zwischen k Abwärtsgefälleabschnitten vorgesehen sind und diese abwechselnd auftauchen (k ist eine ganze Zahl 2 oder darüber). In diesem Fall wird eine elektrische Energemenge E1 [Wh/m] in der Formel (13) mit einer Summe jeweiliger Routenstrecken dieser (k – 1) ebenen Straßenabschnitte multipliziert. Darüber hinaus wird das Straßengefälle λt in der Formel (12) als ein arithmetisches Mittel jeweiliger Straßengefälle der k Abwärtsgefälleabschnitte erhalten.
Darüber hinaus kann die vorliegenden Ausführungsform 4 auch auf einen Fall eines Aufwärtsgefälles angewendet werden. Mit anderen Worten kann die vorliegende Ausführungsform zum Beispiel auf einen Straßenabschnitt angewendet werden, in dem (k – 1) ebene Straßenabschnitte zwischen k Aufwärtsgefälleabschnitten vorgesehen sind und diese abwechselnd auftauchen.
Deshalb kann die Ausführungsform 4 wie folgt zusammengefasst werden: In einem Fall, in dem zwei Bedingungen, und zwar

(c) ungeachtet dessen, ob eine Richtung eines Gefälles aufwärts oder abwärts ist, sind die mehreren Straßenabschnitte in derselben Richtung aneinander angrenzend, wobei nur der ebene Straßenabschnitt dazwischenliegt; und
(d) bei der Energie, die erforderlich ist, wenn das Fahrzueg in dem ebenen Straßenabschnitt fährt, handelt es sich um die vorbestimmte Energie oder weniger, erfüllt werden, werden die Abschnittsstraßengefälleinformationen, in denen die mehreren Straßenabschnitte und die ebenen Straßenabschnitte zu einem Abschnitt zusammengefasst sind, in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert.

Wirkungen der Ausführungsform 4
In der Ausführungsform 4 kann im Vergleich zu den Ausführungsformen 1 bis 3 die Datenmenge der Abschnittsstraßengefälleinformationen, die in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert werden, weiter reduziert werden, und es ist möglich, eine für Hardware, wie etwa eine Speichervorrichtung, erforderliche Spezifikation niedriger anzusetzen.
Darüber hinaus kann, da eine Granularität der Abschnittsstraßengefälleinformationen, die in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeichert sind, groß wird und die Anzahl von Daten reduziert ist, ein Abruf der in der Informationsspeichereinheit 2 für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle gespeicherten Daten mit einer höheren Geschwindigkeit erfolgen.
Es wäre anzumerken, dass in der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Ausführungsformen frei kombiniert werden können oder die jeweiligen Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung angemessen modifiziert oder weggelassen werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde im Detail beschrieben. Jedoch handelt es sich bei der vorstehenden Beschreibung in allen Aspekten um eine Darstellung, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es versteht sich, dass zahlreiche Varianten, die nicht dargestellt sind, angenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beschreibung der Bezugszeichen

1 Fahrsteuerungsplanungseinheit; 2 Informationsspeichereinheit für auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle; 3 nichtflüchtige Informationsspeichereinheit; 10 Energieverwaltungseinrichtung; 40 Fahrsteuerungsvorrichtung; 50 Informationsbereitstellungsvorrichtung; 100A, 100B Energieverwaltungssystem; 201 Speicherbatterie (Batterie); 202 Elektromotor; B Fahrzeug; Q Informationen über auf Abschnitte zutreffendes Straßengefälle.

Claims

Energieverwaltungsvorrichtung (10), Folgendes umfassend: eine Informationsspeichereinheit (2) zum Speichern von Straßengefälleinformationen, die Informationen über ein Gefälle eines Straßenabschnitts, in dem ein Fahrzeug (B) fährt, in Assoziierung mit dem Straßenabschnitt enthalten, wobei eine der Straßengefälleinformationen, die ein Abwärtsgefälle beim Fahren des Fahrzeugs zeigt, ein steileres Gefälle als ein vorbestimmtes Gefälle hat, was vom Fahrzeug abhängt, es sich bei dem vorbestimmten Gefälle um ein Gefälle entsprechend einer Fahrzeugeigenschaft des Fahrzeugs handelt, und die Fahrzeugeigenschaft ein Fahrzeuggewicht des Fahrzeugs und/oder eine Leistung einer regenerativen Bremse des Fahrzeugs umfasst.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition, eine Endposition und ein Gefälle eines regenerativen Abschnitts enthalten, der als Abschnitt dient, in dem regenerative Energie durch Fahren des Fahrzeugs (B) gewonnen werden kann.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, darüber hinaus umfassend: eine Fahrsteuerungsplanungseinheit (1) zum Auslesen der Straßengefälleinformationen aus der Informationsspeichereinheit (2) und zum Erstellen eines Fahrsteuerungsplans (P) zum Fahren des Fahrzeugs (B) auf Grundlage der Straßengefälleinformationen, wobei das Fahrzeug eine Speicherbatterie (201) zum Speichern der regenerativen Energie hat und angetrieben wird, indem Energie, die zumindest in der Speicherbatterie gespeichert ist, als Energiequelle verwendet wird, und die Fahrsteuerungsplanungseinheit den Fahrsteuerungsplan über den Straßenabschnitt, der sich unterscheidet, entsprechend Bestimmungsergebnissen erstellt, ob das Fahrzeug bis zur Ankunft im regenerativen Abschnitt mittels der in der Speicherbatterie gespeicherte Energie fahren kann oder nicht, ob die Speicherbatterie die gesamte elektrische Energie, die zum Laden der Speicherbatterie im regenerativen Abschnitt beiträgt, rückgewinnen kann oder nicht, und ob das Fahrzeug in dem Straßenabschnitt mittels der Energie fahren kann oder nicht.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend: eine Fahrsteuerungsplanungseinheit (1) zum Auslesen der Straßengefälleinformationen aus der Informationsspeichereinheit (2) und zum Erstellen eines Fahrsteuerungsplans (P) zum Fahren des Fahrzeugs (B) auf Grundlage der Straßengefälleinformationen, wobei die Fahrsteuerungsplanungseinheit den Fahrsteuerungsplan erstellt, indem Energie, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als Aufwärtsgefälle beim Fahren im Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient, regenerative Energie, die gewonnen wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als Abwärtsgefälle beim Fahren in dem Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient, und Energie verwendet wird, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug eine Strecke einer Route fährt, die als ebene Straße in dem Straßenabschnitt und eine Einheitsstrecke von diesem dient.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Energie, die verbraucht wird, wenn das Fahrzeug (B) die Einheitsstrecke der Straße fährt, die als ebene Straße in dem Straßenabschnitt dient, von einem Mittelwert (Va) einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, und wenn ein Unterschied zwischen dem Mittelwert, der zum Erstellen des Fahrsteuerungsplans (P) verwendet wird, und dem Mittelwert während einer Fahrsteuerung auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans ein vorbestimmter Wert (Vt) oder höher ist, der Fahrsteuerungsplan erneut erstellt wird.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition, eine Endposition und ein Straßengefälle des Straßenabschnitts in Assoziierung mit mehreren Straßenabschnitten in einem Bereich (RA) enthalten, in dem Energie (Ec), die beim Fahren des Fahrzeugs (B) verbraucht wird, gleich ist.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Straßengefälleinformationen eine elektrische Energiemenge (Edc) enthalten, die in einer Kurve in dem Straßenabschnitt verbraucht oder regeneriert wird.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Straßengefälleinformationen eine Startposition und eine Krümmung der Kurve in dem Straßenabschnitt enthalten.
Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem mehrere Straßenabschnitte, deren Gefällerichtungen in derselben Richtung liegen, aneinander angrenzen, wobei sich nur ein ebener Straßenabschnitt dazwischen befindet, und Energie (Ef), die benötigt wird, wenn das Fahrzeug im ebenen Straßenabschnitt fährt, eine vorbestimmte Energie (Efx) oder niedriger ist, die Straßengefälleinformationen in der Informationsspeichereinheit (2) gespeichert werden, indem die mehreren Straßenabschnitte und der ebene Straßenabschnitt zu einem Straßenabschnitt zusammengefasst werden.
Energieverwaltungssystem (100A, 100B), Folgendes umfassend: die Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2; und in einem Fall, in dem ein Mechanismus zum Beschleunigen des Fahrzeugs (B) betätigt wird, wenn das Fahrzeug im regenerativen Abschnitt fährt, eine Informationsbereitstellungsvorrichtung (50) zum Mitteilen von Informationen (R), die empfehlen, den Mechanismus nicht zu betätigen.
Energieverwaltungssystem (100A, 100B), Folgendes umfassend: die Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5; und eine Fahrsteuerungsvorrichtung (40) zum Durchführen einer Fahrsteuerung des Fahrzeugs (B) auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans (P), wobei die Energieverwaltungsvorrichtung darüber hinaus eine nichtflüchtige Speichervorrichtung (3) umfasst, um jeweils sukzessive eine Fahrstrecke des Fahrzeugs in dem Straßenabschnitt und den Fahrsteuerungsplan zu speichern, und nachdem das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrsteuerungsplans fährt und ein Betrieb der Fahrsteuerung temporär angehalten wurde, in einem Anfangsbetrieb, nachdem der Betrieb neu gestartet wurde, die Fahrsteuerungsvorrichtung eine Fahrsteuerung auf Grundlage der Fahrstrecke und dem in der Speichervorrichtung gespeicherten Fahrsteuerungsplan wieder aufnimmt.
Motorfahrzeug, bei dem es sich um ein mit der Energieverwaltungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bestücktes Motorfahrzeug handelt, und das als das Fahrzeug (B) dient.
Motorfahrzeug, bei dem es sich um ein mit dem Energieverwaltungssystem (100A, 100B) nach einem der Ansprüche 10 bis 11 bestücktes Motorfahrzeug handelt, und das als das Fahrzeug (B) dient.