JP5963901B1 - エネルギーマネジメント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー消費量の低減とユーザの利便性の確保とを両立することができるエネルギーマネジメント装置を提供する。【解決手段】エネルギーマネジメント装置１の制御計画演算部１３は、走行経路探索部１１によって探索された走行経路情報と、車両情報取得部１２によって取得された車両情報とに基づいて、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。制御計画演算部１３は、制御計画を補正するための設定情報がユーザ設定入力部１５に入力されると、走行経路情報、車両情報および設定情報に基づいて、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、制御計画を演算する。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギーマネジメント装置に関し、より詳細には、ハイブリッド車両などの複数のエネルギー源を備える車両のエネルギーを管理するエネルギーマネジメント装置に関する。

ハイブリッド車両は、エンジンおよびモータなどの複数のエネルギー源から駆動力を得て走行する。ハイブリッド車両において、燃料消費量が最小となるように、目的地までの経路状況に応じて、エンジンおよびモータなどのエネルギー源の運転スケジュールを設定するエネルギーマネジメント装置が提案されている。

たとえば、特許文献１には、エネルギーマネジメント装置に相当する、ハイブリッド車両の駆動制御装置が開示されている。特許文献１に開示されるハイブリッド車両の駆動制御装置は、目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴とに基づいて車速パターンを推定し、車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるように、エンジンおよびモータの運転スケジュールを設定する。

特開２０００−３３３３０５号公報

特許文献１に開示されるハイブリッド車両の駆動制御装置では、燃料消費量の演算のための入力条件、すなわち演算に使用するために入力される条件が、目的地までの経路の道路状況と車速パターンとの２つのみである。したがって、ユーザが走行経路上の特定の区間において特定の走行計画を実行する場合に、所望の設定を行うことができないという問題がある。たとえば、モータによる走行を優先するか、エンジンによる走行を優先するか、またはエンジンおよびモータの両者を使用して走行する場合に、トルク配分などを設定することができないという問題がある。

また、ユーザが、走行経路上の終端地点などの特定の地点における、バッテリなどの蓄電部に蓄積されている電力量（State of Charge；略称：ＳＯＣ）を計画した蓄電計画を設定することができないという問題がある。

したがって、エネルギー消費量の低減とユーザの利便性の確保という、相反することのある両者を調整することが困難になるという問題がある。

本発明の目的は、エネルギー消費量の低減とユーザの利便性の確保とを両立することができるエネルギーマネジメント装置を提供することである。

本発明のエネルギーマネジメント装置は、複数のエネルギー源から駆動力を得て走行する車両に用いられるエネルギーマネジメント装置であって、前記車両の目的地および経由地に関する情報に基づいて、前記車両の現在地から目的地までの走行経路を探索する走行経路探索部と、前記走行経路探索部によって探索された前記走行経路における前記車両のエネルギーの消費に関係する情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、前記走行経路を表す走行経路情報および前記車両情報取得部によって取得された前記車両情報に基づいて、前記車両が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、前記複数のエネルギー源の制御計画を演算する制御計画演算部と、前記走行経路情報、および前記制御計画演算部によって演算された前記制御計画を表示装置に与えて表示させる演算結果表示制御部と、前記走行経路内の１つまたは複数の区間において前記制御計画を補正するための設定情報がユーザによって入力されるユーザ設定入力部と、ユーザによって前記ユーザ設定入力部に過去に入力された前記設定情報を記憶するユーザ設定記憶部とを備え、前記演算結果表示制御部は、前記ユーザ設定記憶部に記憶される、過去に入力された前記設定情報を前記表示装置に与えて表示させて、ユーザによって選択可能とし、前記制御計画演算部は、前記ユーザ設定入力部に前記設定情報が入力されると、前記走行経路情報、前記車両情報および前記設定情報に基づいて、前記車両が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、前記複数のエネルギー源の制御計画を演算することを特徴とする。

本発明のエネルギーマネジメント装置によれば、走行経路探索部によって探索された走行経路内の１つまたは複数の区間において、制御計画演算部によって演算された複数のエネルギー源の制御計画を補正するための設定情報が、ユーザによってユーザ設定入力部に入力されると、走行経路探索部によって探索された走行経路を表す走行経路情報、車両情報取得部によって取得された車両情報、およびユーザ設定入力部に入力された設定情報に基づいて、車両が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、制御計画演算部によって複数のエネルギー源の制御計画が演算される。これによって、エネルギー消費量の低減とユーザの利便性の確保とを両立することができる。また、ユーザによってユーザ設定入力部に過去に入力された設定情報が、ユーザ設定記憶部に記憶され、演算結果表示制御部によって表示装置に与えられて表示され、ユーザによって選択可能とされる。これによって、ユーザが過去の入力情報を直接選択することが可能となり、数値の入力を省略することができる。したがって、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。

本発明の実施の一形態であるエネルギーマネジメント装置１を備えるハイブリッド車両１０の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態であるエネルギーマネジメント装置１の動作の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の一形態であるエネルギーマネジメント装置１の動作の処理手順を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の一形態であるエネルギーマネジメント装置１を備えるハイブリッド車両１０の構成を示すブロック図である。ハイブリッド車両（以下、単に「車両」という場合がある）１０は、化石燃料および電力などの複数のエネルギー源から駆動力を得て走行する。車両１０は、エネルギーマネジメント装置１と、モータ２と、エンジン３と、発電機４と、表示装置５とを備えて構成される。本実施の形態のエネルギーマネジメント装置１は、車両１０のエネルギー消費を管理する。

エネルギーマネジメント装置１は、走行経路探索部１１、車両情報取得部１２、制御計画演算部１３、演算結果表示制御部１４、ユーザ設定入力部１５、ユーザ設定記憶部１６および車両機器制御部１７を備えて構成される。

エネルギーマネジメント装置１は、不図示の制御部を備える。制御部は、たとえば中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）を含んで構成されるプロセッサと、書き込み可能なＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されるメモリとによって実現される。メモリは、制御プログラムを記憶する。プロセッサが、メモリに記憶されている制御プログラムを実行することによって、エネルギーマネジメント装置１を構成する走行経路探索部１１、車両情報取得部１２、制御計画演算部１３、演算結果表示制御部１４、ユーザ設定入力部１５、ユーザ設定記憶部１６および車両機器制御部１７の全部または一部が実現される。

走行経路探索部１１は、以下のようにして、車両１０の現在地から目的地までの走行経路（以下「車両１０の走行経路」という場合がある）を探索する。走行経路探索部１１は、車両１０の走行経路の探索を行うために、目的地および経由地に関する情報を取得する。

目的地および経由地に関する情報は、たとえば、車両１０のユーザによってユーザ設定入力部１５に入力され、走行経路探索部１１に与えられる。車両１０のユーザは、たとえば不図示のユーザインタフェースを用いることによって、目的地および経由地に関する情報を設定情報としてユーザ設定入力部１５に入力する。不図示のユーザインタフェースは、車両１０に搭載されてもよいし、車両１０の外部に設置されてもよい。

目的地および経由地に関する情報は、走行経路探索部１１が、車両１０の走行履歴などの履歴情報から目的地を推定することによって取得されてもよい。

走行経路探索部１１は、車両１０の内部であって、エネルギーマネジメント装置１の内部または外部に設置される不図示の全地球測位システム（Global Positioning system；略称：ＧＰＳ）センサから、車両１０の現在地に関する現在地情報を取得する。

走行経路探索部１１は、車両１０の内部であって、エネルギーマネジメント装置１の内部もしくは外部に設置される記憶装置、または車両１０の外部のデータベースから、車両１０の現在地、目的地および経由地を含む地域の地図情報を取得する。

走行経路探索部１１は、取得した目的地および経由地に関する情報、現在地情報および地図情報に基づいて、車両１０の走行経路を探索する。また走行経路探索部１１は、取得した地図情報から、探索した走行経路の勾配に関する情報を取得する。また走行経路探索部１１は、取得した現在地情報および地図情報に基づいて、車両１０が走行経路を走行するときの車両１０の走行速度の推定値を演算する。

走行経路探索部１１は、探索した車両１０の走行経路を表す走行経路情報を制御計画演算部１３に与える。また走行経路探索部１１は、取得した走行経路の勾配に関する情報、および演算した車両１０の走行速度の推定値を制御計画演算部１３に与える。

以上に述べた走行経路探索部１１の機能を実現する装置としては、たとえばナビゲーションシステムを使用してもよい。

車両情報取得部１２は、前述の走行経路探索部１１によって探索された走行経路を車両１０が走行することで消費するエネルギーの予測値を演算するために必要となる車両情報を取得する。車両情報は、車両自体に関する情報、および車両に関係する情報、たとえば車両に搭載される機器に関する情報を含む。車両情報取得部１２は、取得した車両情報を制御計画演算部１３に与える。

車両情報としては、車両１０の諸元情報、モータ２の特性情報、エンジン３の特性情報、および発電機４の特性情報がある。車両情報は、車両１０の走行に必要となる駆動力を、モータ２、エンジン３もしくは発電機４の各機器、またはそれらの組合せで発生させる場合の各機器の回転数、トルク、消費電力、燃料消費量、および発電量の特性を示すデータマップであってもよい。

車両１０の諸元情報は、たとえば、車両１０の重量、車両１０の車体の前面投影面積、空気抵抗係数、転がり抵抗、タイヤの半径、ギア比、回転系のフリクションロス、補機の消費電力などである。モータ２の特性情報は、たとえば、モータ２の回転数、トルクおよび電力消費量の特性を示すデータマップである。エンジン３の特性情報は、たとえば、エンジン３の回転数、トルクおよび燃料消費量の特性を示すデータマップである。発電機４の特性情報は、たとえば、発電機４の回転数およびトルク、ならびに発電機４から出力される電力である。

制御計画演算部１３は、走行計画の演算のための入力条件、すなわち演算に使用するために制御計画演算部１３に入力される条件が、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報と、車両情報取得部１２から与えられる車両情報との２つのみである場合は、以下のように演算を行う。制御計画演算部１３は、走行経路情報と車両情報とに基づいて、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、車両１０に搭載されたモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。

制御計画演算部１３は、走行計画の演算のための入力条件が、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報と、車両情報取得部１２から与えられる車両情報とに加えて、ユーザによってユーザ設定入力部１５に入力された、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか１つまたは両者に関する情報である場合には、以下のように演算を行う。制御計画演算部１３は、走行経路上の特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか１つまたは両者に関する情報を制約条件とした上で、走行経路情報と車両情報とに基づいて、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、車両１０に搭載されたモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。

また、制御計画演算部１３は、走行経路の終端地点までの到達可否を示す予測値、走行経路の終端地点におけるＳＯＣの予測値、および車両１０が走行経路を走行することによって消費する燃料消費量の予測値を演算して、演算結果を演算結果表示制御部１４、ユーザ設定入力部１５および車両機器制御部１７に与える。

制御計画演算部１３は、制御計画の演算結果が、車両１０が走行経路の途中で燃料残量またはＳＯＣが下限値となって走行経路を完走することが不可能となることを示すと判断した場合、すなわち走行経路の終端地点までの到達可否を示す予測値が、到達不可能であることを示す場合には、条件を変更して再度、制御計画を演算する。具体的には、制御計画演算部１３は、ユーザ設定入力部１５においてユーザが設定した特定制御計画および特定蓄電計画の優先順位に従って、段階的に特定制御計画および特定蓄電計画を解除して、走行経路の途中で燃料残量またはＳＯＣが下限値とならないように、制御計画を演算する。

制御計画演算部１３が演算する走行に係るエネルギーを最適化する方法としては、動的計画法（Dynamic Programming；略称：ＤＰ）、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm；略称：ＧＡ）、およびラグランジュの未定乗数法（Lagrange multiplier method）のいずれの方法を適用してもよい。

演算結果表示制御部１４は、走行経路探索部１１によって探索された走行経路を表す走行経路情報、制御計画演算部１３から与えられたモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画、走行経路の終端地点までの到達可否を示す予測値、走行経路の終端地点におけるＳＯＣの予測値、走行経路を走行することにより消費する燃料消費量の予測値、ユーザ設定記憶部１６に記憶されたユーザが過去に入力した特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか１つまたは両者に関する情報（以下「過去の入力情報」という場合がある）を、表示装置５に与えて、表示させる。

表示装置５は、たとえば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；略称：ＬＣＤ）モニタによって実現される。表示装置５は、本実施の形態では、車両１０の内部であって、エネルギーマネジメント装置１の外部に設置されている。これに限定されず、表示装置５は、エネルギーマネジメント装置１の内部に設置されてもよい。

ユーザ設定入力部１５は、制御計画演算部１３から与えられる走行経路の終端地点までの到達可否を示す予測値が、車両１０が走行経路の終端地点に到達不可能であることを示す場合、ユーザに対して、走行計画の再計画を行うように促す。この場合、ユーザ設定入力部１５は、演算結果表示制御部１４を介して、表示装置５に走行計画の再計画を行うように促す画像を表示させる。ユーザ設定入力部１５は、ユーザによって入力される、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか１つまたは両者を変更したもの、ならびに特定制御計画および特定蓄電計画の優先度を変更したものを表す情報を制御計画演算部１３に与えて、制御計画演算部１３に制御計画の再計画を指示する。

ユーザ設定入力部１５は、ユーザによって、制御計画または走行経路の変更を希望する旨の入力が行われた場合にも同様にして、制御計画演算部１３に制御計画の再計画を指示する。この場合、ユーザ設定入力部１５は、ユーザによって入力された目的地および経由地に関する情報、すなわち変更された目的地および経由地に関する情報を、入力情報として制御計画演算部１３に与えて、制御計画演算部１３に制御計画の再計画を指示する。

ユーザ設定入力部１５は、たとえば、タッチパネルによって構成される。この場合、ユーザによって、ユーザ設定入力部１５を構成するタッチパネルが操作されて、前述の情報が入力される。ユーザ設定入力部１５は、タッチパネルに限定されるものではなく、たとえば、ユーザのパーソナルコンピュータ（Personal Computer；略称：ＰＣ）またはスマートフォンなどから入力された情報を含む信号を受信する受信部として構成され、ＰＣまたはスマートフォンなどから送信された信号を受信することによって、前述の情報が入力される構成であってもよい。

ユーザ設定記憶部１６は、過去の入力情報を記憶する。過去の入力情報は、たとえば、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか一つまたは両者に関する情報である。ユーザ設定記憶部１６に記憶された過去の入力情報は、制御計画演算部１６によって読み出され、演算結果表示制御部１４を介して表示装置５に与えられて表示される。これによって、過去の入力情報を再利用することが可能となる。ユーザ設定記憶部１６は、たとえばハードディスクドライブ（Hard Disk Drive；略称：ＨＤＤ）装置、または半導体メモリなどの記憶装置によって実現される。

車両機器制御部１７は、制御計画演算部１３から与えられる制御信号に従い、モータ２、エンジン３、および発電機４を制御する。

モータ２、エンジン３および発電機４は、化石燃料および電力などの異なるエネルギー源で駆動される車両機器である。モータ２および発電機４は、電力をエネルギー源として駆動される。エンジン３は、化石燃料、具体的にはガソリンをエネルギー源として駆動される。

本実施の形態では、エネルギーマネジメント装置１によって制御される車両機器は、モータ２、エンジン３および発電機４であるが、車両１０の構成に応じて増減してもよい。

図２および図３は、本発明の実施の一形態であるエネルギーマネジメント装置１の動作の処理手順を示すフローチャートである。図２および図３に示すフローチャートの処理は、エネルギーマネジメント装置１を構成する走行経路探索部１１、車両情報取得部１２、制御計画演算部１３、演算結果表示制御部１４、ユーザ設定入力部１５、ユーザ設定記憶部１６および車両機器制御部１７によって実行される。図２および図３に示すフローチャートの処理は、たとえば車両１０の起動、具体的にはモータ２またはエンジン３の起動などによって開始され、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１において、走行経路探索部１１は、目的地および経由地に関する入力情報があるか否か、すなわち目的地および経由地に関する情報が入力されたか否かを判断する。目的地および経由地に関する入力情報があると判断された場合は、ステップＳ２に移行し、目的地および経由地に関する入力情報がないと判断された場合は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、走行経路探索部１１は、予め定める第１の入力待機時間が経過したか否かを判断する。第１の入力待機時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１に戻り、第１の入力待機時間が経過したと判断された場合は、全ての処理手順を終了する。第１の入力待機時間が経過したと判断されて、全ての処理手順が終了した場合、エネルギーマネジメント装置１によるエネルギーマネジメントを行わずに車両１０の走行が開始されることになる。

ステップＳ２において、走行経路探索部１１は、目的地および経由地に関する入力情報に基づいて、走行経路を探索する。また走行経路探索部１１は、目的地および経由地に関する入力情報の他に、ＧＰＳなどの装置から得られる車両１０の現在地に関する情報、ならびに経路探索のために必要な車両１０の現在地、目的地および経由地を含む地域の地図情報を取得する。走行経路探索部１１は、取得した前述の情報から、車両１０の走行経路、走行経路の勾配に関する情報、および車両１０の走行速度の推定値を演算する。ステップＳ２の処理が終了すると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、車両情報取得部１２は、車両１０が走行経路を走行することによって消費するエネルギーの予測値を演算するために必要となる車両情報を取得する。車両情報としては、車両１０の諸元情報、モータ２の特性情報、エンジン３の特性情報、および発電機４の特性情報がある。車両情報は、車両１０の走行に必要となる駆動力を、モータ２、エンジン３もしくは発電機４の各機器、またはそれらの組合せで発生させる場合の各機器の回転数、トルク、消費電力、燃料消費量、および発電量の特性を示すデータマップであってもよい。

車両１０の諸元情報は、たとえば、車両１０の重量、車両１０の車体の前面投影面積、空気抵抗係数、転がり抵抗、タイヤの半径、ギア比、回転系のフリクションロス、補機の消費電力などである。モータ２の特性情報は、たとえば、モータ２の回転数、トルクおよび電力消費量の特性を示すデータマップである。エンジン３の特性情報は、たとえば、エンジン３の回転数、トルクおよび燃料消費量の特性を示すデータマップである。発電機４の特性情報は、たとえば、発電機４の回転数およびトルク、ならびに発電機４から出力される電力である。ステップＳ３の処理が終了すると、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、制御計画演算部１３は、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報と、車両情報取得部１２から与えられる車両情報とに基づいて、制御計画、行経路の終端地点までの到達可否、走行経路の終端地点におけるＳＯＣ、および走行経路を走行することによって消費する燃料消費量を演算する。制御計画は、具体的には、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、車両１０に備えられるモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。ステップＳ４の処理が終了すると、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において、制御計画演算部１３は、ユーザ設定記憶部１６に記憶された過去の入力情報を読み込む。過去の入力情報は、たとえば特定制御計画および特定蓄電計画に関する情報である。ステップＳ５の処理が終了すると、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、演算結果表示制御部１４は、制御計画演算部１３から与えられる制御計画、到達可否、ＳＯＣおよび燃料消費量の演算結果、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報、ならびに過去の入力情報を表示装置５に与えて表示する。演算結果表示制御部１４は、過去の入力情報を表示装置５に表示して選択可能とすることによって、ユーザが過去の入力情報を直接選択して数値の入力を省略することができるようにする。これによって、ユーザの利便性を向上させることができる。ステップＳ６の処理が終了すると、図３に示すステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、制御計画演算部１３は、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報があるか否かを判断する。たとえば、ユーザが、ステップＳ６の演算結果表示制御部１４による表示装置５を用いた通知内容に基づいて、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか１つまたは両者、ならびに特定制御計画の優先度および特定蓄電計画の優先度のいずれか１つまたは両者についての設定を行う場合、これらの特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する情報（以下「入力情報」という場合がある）を、ユーザ設定入力部１５が受付けて制御計画演算部１３に与える。

制御計画演算部１３は、ユーザ設定入力部１５から与えられる情報に基づいて、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報があるか否かを判断する。特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報があると判断された場合は、ステップＳ８に移行し、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報がないと判断された場合は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、制御計画演算部１３は、予め定める第２の入力待機時間が経過したか否かを判断する。第２の入力待機時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ７に戻り、第２の入力待機時間が経過したと判断された場合は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ８において、演算計画演算部１３は、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報と、車両情報取得部１２から与えられる車両情報と、ユーザ設定入力部１５から与えられる特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報に含まれる特定制御計画および特定蓄電計画の一方または両方とに基づいて、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画、走行経路の終端地点までの到達可否、走行経路の終端地点におけるＳＯＣ、および走行経路を走行することによって消費する燃料消費量を演算する。演算計画演算部１３は、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、車両１０に搭載されたモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。

制御計画演算部１３は、制御計画の演算結果が、車両１０が走行経路の途中で燃料残量またはＳＯＣが下限値となり、走行経路を完走することが不可能であることを示すと判断した場合には、ユーザ設定入力部１５においてユーザが設定した特定制御計画および特定蓄電計画の優先順位に従って、段階的に特定制御計画および蓄電計画を解除して、走行経路の途中で燃料残量またはＳＯＣが下限値とならないように、制御計画を演算する。ステップＳ８の処理が終了すると、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９において、制御計画演算部１３は、ユーザ設定記憶部１６に記憶された過去の入力情報を読み込む。過去の入力情報は、たとえば特定制御計画および特定蓄電計画に関する情報である。ステップＳ９の処理が終了すると、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０において、演算結果表示制御部１４は、制御計画演算部１３から与えられる制御計画、到達可否、ＳＯＣおよび燃料消費量の演算結果、走行経路探索部１１から与えられる走行経路情報、ならびに過去の入力情報を表示装置５に与えて表示する。過去の入力情報は、ユーザ設定記憶部１６から読み込んだ特定制御計画および特定蓄電計画に関する過去の入力情報である。演算結果表示制御部１４は、過去の入力情報を表示装置５に表示して選択可能とすることによって、ユーザが過去の入力情報を直接選択して数値の入力を省略することができるようにする。これによって、ユーザの利便性を向上させることができる。ステップＳ１０の処理が終了すると、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、制御計画演算部１３は、目的地および経由地に関する入力情報を変更するか否かを判断する。目的地および経由地に関する入力情報を変更すると判断された場合は、図２に示すステップＳ１に戻り、目的地および経由地に関する入力情報を変更しないと判断された場合は、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１１の処理が終了すると、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、制御計画演算部１３は、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報を変更するか否かを判断する。特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報を変更すると判断された場合は、ステップＳ７に戻り、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報を変更しないと判断された場合は、ステップＳ１３に移行する。

たとえば、ユーザが、ステップＳ１０で表示装置５に表示された情報を見ることで、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか一つまたは両者、ならびに特定制御計画の優先度および特定蓄電計画の優先度についての入力情報の変更が必要と判断した場合、ユーザ設定入力部１５がユーザからの制御計画および特定蓄電計画、および特定制御計画の優先度および特定蓄電計画の優先度に関する入力情報を受け付け、制御計画演算部１３に与える。ユーザが制御計画および特定蓄電計画の再設定を不要であると判断した場合には、ユーザ設定入力部１５では入力情報は受け付けられないので、ユーザ設定入力部１５から制御計画演算部１３に与える入力情報はない。

制御計画演算部１３は、ユーザ設定入力部１５から与えられる入力情報に基づいて、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれかに関する入力情報を変更するか否かを判断する。

ステップＳ１３において、走行計画の設定を完了し、全ての処理手順を終了する。処理手順の終了を受けて、車両１０が走行を開始する。前述のステップＳ１５で第２の入力待機時間が経過したと判断されてステップＳ１３に移行して、全ての処理手順が終了した場合は、特定制御計画および特定蓄電計画のいずれか一方または両方による走行計画の修正が無い、通常のエネルギーマネジメントが行われて、車両１０の走行が開始されることになる。

以上のように本実施の形態によれば、走行経路探索部１１によって探索された走行経路内の１つまたは複数の区間において、制御計画演算部１３によって演算された複数のエネルギー源であるモータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を補正するための設定情報が、ユーザによってユーザ設定入力部１５に入力されると、制御計画演算部１３によって制御計画が演算される。

制御計画演算部１３は、走行経路探索部１１によって探索された走行経路を表す走行経路情報、車両情報取得部１２によって取得された車両情報、およびユーザ設定入力部１５に入力された設定情報に基づいて、車両１０が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算する。

これによって、エネルギー消費量の低減とユーザの利便性の確保とを両立することができる。したがって、走行経路、制御計画、および特定制御計画、特定蓄電計画のいずれについてもユーザの満足が得られ、かつ走行経路を完走することが可能となる、走行計画および制御計画が完成する。

また本実施の形態では、走行経路内の１つまたは複数の区間における制御計画としてユーザによって設定される特定制御計画が、設定情報としてユーザ設定入力部１５に入力される。これによって、制御計画演算部１３において、走行経路情報および車両情報に加えて、特定制御計画に基づいて、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算することができる。したがって、ユーザが所望する制御計画を得ることができる。

また本実施の形態では、走行経路の終端地点または走行経路内の１つまたは複数の地点において、車両１０に搭載された不図示のバッテリに蓄積されている電力量の制限値としてユーザによって設定される特定蓄電計画が、設定情報としてユーザ設定入力部１５に入力される。これによって、制御計画演算部１３において、走行経路情報および車両情報に加えて、特定蓄電計画に基づいて、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算することができる。したがって、ユーザが所望する制御計画を得ることができる。

また本実施の形態では、制御計画演算部１３は、演算した制御計画が、車両１０のエネルギー源が供給可能なエネルギーの残量が走行経路の途中で下限値となり、車両１０が走行経路を完走することが不可能となることを示すと判断すると、目的地、走行経路および設定情報の少なくとも１つを再設定するように、ユーザ設定入力部に通知する。これによって、ユーザ設定入力部は、目的地、走行経路および設定情報の少なくとも１つを入力情報として受け付け、制御計画演算部１３に与える。したがって、車両１０のエネルギー源が供給可能なエネルギーの残量が走行経路の途中で下限値とならず、車両１０が走行経路を完走することが可能な制御計画を得ることができる。

また本実施の形態では、ユーザ設定入力部１５は、複数の設定情報が入力される場合、複数の設定情報の優先順位をユーザによって設定可能に構成される。これによって、ユーザが設定した優先順位に基づいて、制御計画演算部１３による制御計画の演算を行うことができる。したがって、ユーザが所望する制御計画をより確実に得ることができるので、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。

また本実施の形態では、制御計画演算部１３は、複数の設定情報が入力される場合、ユーザ設定入力部１５でユーザによって設定された優先順位に従って、複数の設定情報を段階的に解除して、車両１０のエネルギー源であるモータ２、エンジン３および発電機４の供給可能なエネルギーの残量が走行経路の途中で下限値とならないように、エネルギー源の制御計画を演算する。これによって、ユーザの希望に沿った制御計画を得ることができる。したがって、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。

また本実施の形態では、複数のエネルギー源は、車両１０に搭載されるモータ２、エンジン３および発電機４であり、制御計画は、モータ２、エンジン３および発電機４の回転数およびトルクの時間的変化によって定義される。これによって、車両機器制御部１７において、制御計画をより容易に実行することが可能となる。したがって、エネルギー消費量の低減をより確実に実現することができる。

また本実施の形態では、複数のエネルギー源は、車両１０に搭載されるモータ２、エンジン３および発電機４であり、制御計画は、（ａ）モータ２が出力する動力のみを動力源にして走行する第１の走行モード、（ｂ）エンジン３が出力する動力のみを動力源にして走行する第２の走行モード、（ｃ）モータ２およびエンジン３の出力を合成した動力を動力源にして走行する第３の走行モード、ならびに（ｄ）エンジン３の出力を発電機４に入力して回転させて得られた電力を蓄電しつつ車両１０を走行させる第４の走行モードを含む。

制御計画演算部１３は、走行経路を分割して設定した小区間に、各走行モードを割り当てることによって、モータ２、エンジン３および発電機４の制御計画を演算するので、車両機器制御部１７において、より容易に実行可能な制御計画を得ることができる。したがって、エネルギー消費量の低減をより確実に実現することができる。

また本実施の形態では、エネルギーマネジメント装置１は、ユーザ設定記憶部１６を備える。ユーザ設定記憶部１６は、ユーザによってユーザ設定入力部１５に入力された設定情報、すなわち過去の入力情報を記憶する。演算結果表示制御部１４は、ユーザ設定記憶部１６に記憶される過去の入力情報を、制御計画線残部１３を介して取得し、表示装置５に与えて表示させる。

これによって、過去の入力情報を表示装置５に表示して、ユーザによって選択可能とすることができるので、ユーザが過去の入力情報を直接選択することが可能となり、数値の入力を省略することができる。したがって、ユーザの利便性をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。

１ エネルギーマネジメント装置、２ モータ、３ エンジン、４ 発電機、５ 表示装置、１０ 車両、１１ 走行経路探索部、１２ 車両情報取得部、１３ 制御計画演算部、１４ 演算結果表示制御部、１５ ユーザ設定入力部、１６ ユーザ設定記憶部、 １７ 車両機器制御部。

Claims (9)

1. 複数のエネルギー源から駆動力を得て走行する車両に用いられるエネルギーマネジメント装置であって、
   前記車両の目的地および経由地に関する情報に基づいて、前記車両の現在地から目的地までの走行経路を探索する走行経路探索部と、
   前記走行経路探索部によって探索された前記走行経路における前記車両のエネルギーの消費に関係する情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、
   前記走行経路を表す走行経路情報および前記車両情報取得部によって取得された前記車両情報に基づいて、前記車両が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、前記複数のエネルギー源の制御計画を演算する制御計画演算部と、
   前記走行経路情報、および前記制御計画演算部によって演算された前記制御計画を表示装置に与えて表示させる演算結果表示制御部と、
   前記走行経路内の１つまたは複数の区間において前記制御計画を補正するための設定情報がユーザによって入力されるユーザ設定入力部と、
   ユーザによって前記ユーザ設定入力部に過去に入力された前記設定情報を記憶するユーザ設定記憶部とを備え、
   前記演算結果表示制御部は、前記ユーザ設定記憶部に記憶される、過去に入力された前記設定情報を前記表示装置に与えて表示させて、ユーザによって選択可能とし、
   前記制御計画演算部は、前記ユーザ設定入力部に前記設定情報が入力されると、前記走行経路情報、前記車両情報および前記設定情報に基づいて、前記車両が現在地から目的地まで走行する間に消費するエネルギーが最小となるように、前記複数のエネルギー源の制御計画を演算することを特徴とするエネルギーマネジメント装置。
2. 前記ユーザ設定入力部には、前記走行経路内の１つまたは複数の区間における前記制御計画としてユーザによって設定される特定制御計画が、前記設定情報として入力されることを特徴とする請求項１に記載のエネルギーマネジメント装置。
3. 前記ユーザ設定入力部には、前記走行経路の終端地点または前記走行経路内の１つまたは複数の地点において、前記車両に搭載されたバッテリに蓄積されている電力量の制限値としてユーザによって設定される特定蓄電計画が、前記設定情報として入力されることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギーマネジメント装置。
4. 前記制御計画演算部は、
   演算によって得られる制御計画が、前記車両の前記エネルギー源が供給可能なエネルギーの残量が、前記走行経路の途中で下限値となり、前記車両が前記走行経路を完走することが不可能となることを示すと判断すると、
   前記目的地、前記走行経路および前記設定情報の少なくとも１つを再設定するように、前記ユーザ設定入力部に通知することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメント装置。
5. 前記ユーザ設定入力部は、複数の前記設定情報が入力される場合、複数の前記設定情報の優先順位をユーザによって設定可能に構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメント装置。
6. 前記制御計画演算部は、複数の前記設定情報を前記優先順位に従って段階的に解除して、前記車両の前記エネルギー源が供給可能なエネルギーの残量が前記走行経路の途中で下限値とならないように、前記制御計画を演算することを特徴とする請求項５に記載のエネルギーマネジメント装置。
7. 前記複数のエネルギー源は、前記車両に搭載されるモータ、エンジンおよび発電機を含み、
   前記複数のエネルギー源の制御計画は、前記モータ、エンジンおよび発電機の回転数およびトルクの時間的変化によって定義されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメント装置。
8. 前記複数のエネルギー源は、前記車両に搭載されるモータ、エンジンおよび発電機を含み、
   前記複数のエネルギー源の制御計画は、前記モータが出力する動力のみを動力源にして走行する第１の走行モード、前記エンジンが出力する動力のみを動力源にして走行する第２の走行モード、前記モータおよび前記エンジンの出力を合成した動力を動力源にして走行する第３の走行モード、ならびに前記エンジンの出力を前記発電機に入力して回転させて得られた電力を蓄電しつつ前記車両を走行させる第４の走行モードを含み、
   前記制御計画演算部は、前記走行経路を分割して設定した小区間に、各前記走行モードを割り当てることによって、前記モータ、前記エンジン、および前記発電機の制御計画を演算することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメント装置。
9. ユーザによって前記ユーザ設定入力部に入力された前記設定情報を記憶するユーザ設定記憶部を備え、
   前記演算結果表示制御部は、前記ユーザ設定記憶部に記憶される前記設定情報を前記表示装置に与えて表示させることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のエネルギーマネジメント装置。

Images