能量推定装置、车辆用信息系统、服务器装置制造方法

能量推定装置、车辆用信息系统、服务器装置制造方法
【专利摘要】能量推定装置具备：能量变化量推定部，其推定针对各链路的车辆的能量变化量；车轴扭矩计算部，其根据推定出的能量变化量，来计算针对车辆行驶时再生能量的再生链路的车辆的车轴扭矩；分配比率计算部，其根据算出的车轴扭矩，来计算针对再生链路的车辆的再生制动与摩擦制动的分配比率；以及再生能量推定部，其根据能量变化量和分配比率来推定针对再生链路的车辆的再生能量。
【专利说明】能量推定装置、车辆用信息系统、服务器装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于推定车辆的行驶相关的能量的能量推定装置以及车辆用信 息系统、在该车辆用信息系统中所使用的服务器装置。

【背景技术】
[0002] 当前，关于与车辆行驶相关的能量的推定，已知的有：预测车辆行驶模式，并根据 预测出的行驶模式来预测各道路链路的燃料消耗量，搜索燃料消耗最小路径的车载导航装 置（参照专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2010-107459号公报


【发明内容】

[0006] 发明要解决的课题
[0007] 在专利文献1中公开的现有的车载导航装置中，通过对引擎的基础消耗量、位能 的损失、摩擦阻力损失、空气阻力损失以及加速损失进行合计，来预测各道路链路的燃料消 耗量。但是，并没有对减速时通过旋转电动机进行发电而得到的再生能量进行考虑。因此， 很难对利用再生能量的电动汽车或混合动力汽车等车辆进行应用。
[0008] 鉴于上述的现有的问题点，本发明的目的是针对利用再生能量的车辆，准确地预 测与车辆行驶相关的能量。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 基于本发明的第一实施方式的能量推定装置，具备：能量变化量推定部，其推定针 对与预定的道路区间对应地分别设定的各链路的车辆的能量变化量；车轴扭矩算出部，其 根据由能量变化量推定部推定出的能量变化量，来计算针对各链路中的车辆行驶时再生能 量的再生链路的车辆的车轴扭矩；分配比率算出部，其根据由车轴扭矩计算部算出的车轴 扭矩，来计算针对再生链路的车辆的再生制动与摩擦制动的分配比率；以及再生能量推定 部，其根据能量变化量和由分配比率计算部算出的分配比率，来推定针对再生链路的车辆 的再生能量。
[0011] 根据本发明的第二方式，第一方式的能量推定装置还具备行驶速度推定部，其推 定针对再生链路的车辆的行驶速度。在该能量推定值装置中，分配比率计算部根据车轴扭 矩和由行驶速度推定部推定出的行驶速度来计算分配比率。
[0012] 基于本发明的第三方式的车辆用信息系统，具有：分别搭载在车辆上的多个车载 装置和经由通信线路与车载装置连接的服务器装置。多个车载装置分别具备：加减速变化 检测部，其检测搭载了该车载装置的车辆的加减速度的变化；以及发送部，其将与由加减速 变化检测部检测出的加减速度的变化相关的加减速信息发送给服务器装置。服务器装置具 备：接收部，其接收从多个车载装置分别发送的加减速信息；区间确定部，其根据由接收部 接收到的加减速信息，来确定各车辆行驶时损失了能量的损失区间和各车辆行驶时再生了 能量的再生区间；车轴扭矩计算部，其计算针对再生区间的各车辆的车轴扭矩；分配比率 计算部，其根据由车轴扭矩计算部算出的车轴扭矩，来计算针对再生区间的各车辆的再生 制动与摩擦制动的分配比率；统计参数计算部，其计算与损失区间对应的统计损失参数和 与再生区间对应且包括分配比率的统计值的统计再生参数，作为用于推定针对与预定的道 路区间对应地分别设定的各链路的消耗能量或再生能量的统计参数；以及能量推定部，其 根据由统计参数计算部算出的各链路的统计参数，来推定针对行驶预定道路的推定对象车 辆的消耗能量或再生能量。
[0013] 根据本发明的第四方式，在第三方式的车辆用信息系统中，服务器装置还具备：行 驶速度算出部，其根据加减速信息来计算针对再生区间的各车辆的行驶速度。在该车辆用 信息系统中，分配比率算出部根据车轴扭矩和由行驶速度计算部算出的行驶速度来计算分 配比率。
[0014] 基于本发明的第五方式的服务器装置，具备：接收部，其接收从多个车辆分别发送 的、与该车辆的加减速度的变化相关的加减速信息；区间确定部，其根据由接收部接收到的 加减速信息，来确定各车辆行驶时损失了能量的损失区间和各车辆行驶时再生了能量的再 生区间；车轴扭矩计算部，其计算针对再生区间的各车辆的车轴扭矩；分配比率计算部，其 根据由车轴扭矩计算部算出的车轴扭矩，来计算针对再生区间的各车辆的再生制动与摩擦 制动的分配比率；统计参数算出部，其计算与损失区间对应的统计损失参数和与再生区间 对应且包括分配比率的统计值的统计再生参数，作为用于推定针对与预定的道路区间对应 地分别设定的各链路的消耗能量或再生能量的统计参数；以及能量推定部，其根据由统计 参数计算部算出的各链路的统计参数，来推定针对行驶预定道路的推定对象车辆的消耗能 量或再生能量。
[0015] 根据本发明的第六方式，第五方式的服务器装置还具备：行驶速度计算部，其根据 加减速信息来计算针对再生区间的各车辆的行驶速度。在该服务器装置中，分配比率计算 部根据车轴扭矩和由行驶速度计算部算出的行驶速度来计算分配比率。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明，能够针对利用再生能量的车辆，准确地预测与车辆行驶相关的能量。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是表示包括基于本发明的第一实施方式的导航装置的车载系统的结构的图。
[0019] 图2是表示基于本发明的第一实施方式的导航装置的结构的图。
[0020] 图3是电量推定处理的流程图。
[0021] 图4是表示基于本发明的第二实施方式的车辆用信息系统的结构的图。
[0022] 图5是表示基于本发明的第二实施方式的车辆用信息系统中的车载系统的结构 的图。
[0023] 图6是表示基于本发明的第二实施方式的车辆用信息系统中的导航装置的结构 的图。
[0024] 图7是加减速信息发送处理的流程图。
[0025] 图8是表示检测加减速度的变化的情况的图。
[0026] 图9是损失/再生参数计算处理的流程图。
[0027] 图10是说明损失区间和再生区间的判断方法的图。
[0028] 图11是表示损失/再生参数的例子的图。
[0029] 图12是说明统计参数的计算方法的图。
[0030] 图13是可续航区域推定处理的流程图。
[0031] 图14是表示可续航区域的显示例的图。

【具体实施方式】
[0032](第一实施方式）
[0033] 以下，对本发明的第一实施方式进行说明。在第一实施方式中，说明应用了基于本 发明的车辆的能量推定的导航装置的例子。
[0034]图1是表示包括基于本发明的第一实施方式的导航装置的车载系统的结构的图。 在图1中，在电动汽车（EV:ElectricVehicle)即车辆80上搭载有：导航装置1、车辆控制 装置2、电池3、电力变换装置4以及电动机5。
[0035] 电池3供给用于驱动电动机5的电力。通过使用从电池3供给的电力来驱动电动 机5,车辆80行驶。此外，车辆80减速时电动机5作为发电机来发挥作用，并产生基于再生 发电的电力。将通过该再生发电得到的电力积蓄在电池3中。电力变换装置4将在电池3 与电动机5之间收发的这些电力变换成能够相互利用的形式。例如，将从电池3供给的直 流电力变换成所希望的交流电力，输出给电动机5,并且将在电动机5中通过再生发电得到 的交流电力变换成所希望的直流电力后输出给电池3。
[0036] 车辆控制装置2监视车辆80的行驶状态或电池3的状态、电动机5的状态等，并 根据其监视结果来控制电力变换装置4的动作。通过该车辆控制装置2的控制，电力变换 装置4动作，由此，根据车辆80的行驶状态在电池3与电动机5之间恰当地进行电力的收 发。由此，能够消耗蓄积在电池3中的电能，通过电动机5来产生用于车辆80行驶的动能。 此外，能够将车辆80的动能的至少一部分通过电动机5来回收，将作为可再利用的再生能 量的电能蓄积在电池3中。
[0037]导航装置1根据地图数据来显示地图，并且搜索到设定的目的地为止的推荐路 径，将车辆80引导到该目的地。此时，在导航装置1中进行用于推定与车辆80的行驶相关 的能量的电量推定处理，从而能够进行与电量对应的车辆引导。对于该电量推定处理的具 体的内容，在后进行详细的说明。
[0038] 图2是表示基于本发明的第一实施方式的导航装置1的结构的图。导航装置1具 备：控制部10、GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统）接收部11、振动陀螺仪 12、车速传感器13、硬盘驱动器（HDD) 14、显示监视器15、扬声器16以及输入装置17。
[0039] 控制部10由微处理器和各种周边电路、RAM、ROM等构成，根据记录在HDD14中的 控制程序和地图数据来执行各种处理。例如，执行设定目的地时的目的地检索处理、到设 定的目的地为止的推荐路径的搜索处理、车辆80的当前位置的检测处理、各种图像显示处 理、声音输出处理等。并且，控制部10还可以执行后述的电量推定处理。
[0040]GPS接收部11接收从GPS卫星发送的GPS信号后输出给控制部10。GPS信号包括 发送了该GPS信号的GPS卫星的位置和与发送时刻相关的信息，作为用于求出车辆80的当 前位置的信息。因此，通过从预定数以上的GPS卫星接收GPS信号，根据这些信息可以在控 制部10中计算车辆80的当前位置。
[0041] 振动陀螺仪12是用于检测车辆80的角速度的传感器。车速传感器13是用于检 测车辆80的行驶速度的传感器。根据基于这些传感器的检测结果的车辆80的移动方向以 及移动量的计算结果和基于所述的GPS信号的车辆80的当前位置的计算结果，在控制部10 中在每个预定时间执行位置检测处理，检测出车辆80的当前位置。
[0042] HDD14是非易失性记录介质，记录用于在控制部10中执行上述处理的控制程序和 地图数据等。记录在HDD14中的数据，根据需要通过控制部10的控制来读出，并利用于控 制部10所执行的各种处理或控制中。
[0043] 记录在HDD14中的地图数据包括路径计算数据、道路数据以及背景数据。路径计 算数据是在搜索到目的地为止的推荐路径时等所使用的数据。道路数据是表示道路的形状 和类别等的数据。背景数据是表示地图背景的数据。另外，地图的背景是在地图上存在的 道路以外的各种构成物。例如，将河川、铁道、绿化带、各种构造物等通过背景数据来表示。
[0044] 在地图数据中，将各道路的最小单位称为链路。即，各道路由分别与预定的道路区 间对应的多个链路构成，以链路单位表现路径计算数据以及道路数据。将链路彼此连接的 点，即各链路的端点称为节点。地图数据中的各节点的信息包括位置信息（坐标信息）。另 夕卜，在链路内，在节点与节点之间根据需要有时设置称为形状插补点的点。地图数据中的各 形状插补点的信息中，与与节点的情况相同，包括位置信息（坐标信息）。通过该节点和形 状插补点的位置信息，来决定各链路的形状即道路的形状。这样，在存储于HDD14中的地图 数据中，使用多个节点和链路来表示道路。
[0045] 在路径计算数据中，对与各道路区间对应的每个链路设定与该链路的平均车速或 通过需要时间等对应的、称为链路成本的值。根据该链路成本，求出与预先设定的路径搜索 条件对应的链路组合，由此在导航装置1中进行推荐路径的搜索。例如，当设定了以移动时 间短为最优先来进行路径搜索的路径搜索条件时，求出从出发地至目的地为止的通过需要 时间为最小的链路组合作为推荐路径。
[0046] 另外，在上述中，对在导航装置1中将地图数据记录在HDD14中的例子进行了 说明，但也可以将它们记录在HDD以外的记录介质中。例如，可以使用记录在⑶-ROM或 DVD-ROM、存储卡等中的地图数据。即，在导航装置1中，可以使用任何记录介质来存储这些 数据。
[0047] 显示监视器15是用于在导航装置1中进行各种画面显示的装置，使用液晶显示器 等来构成。通过该显示监视器15进行地图画面的显示或推荐路径的引导显示等。在显示 监视器15上显示的画面内容通过控制部10所进行的画面显示控制来决定。将显示监视器 15例如设置在车辆80的仪表盘上或仪表板内等用户容易看见的位置。
[0048] 扬声器16根据控制部10的控制来输出各种声音信息。例如，从扬声器16输出按 照推荐路径将车辆80引导至目的地的路径引导用声音或各种警告音等。
[0049] 输入装置17是用户进行用于使导航装置1动作的各种输入操作的装置，具有各种 输入开关类型。用户通过操作输入装置17,例如能够输入要设定为目的地的设施或地点的 名称等，或设定推荐路径的搜索条件，或从预先记录的记录地中选择目的地，或向任意的方 向滚动地图。该输入装置17可以通过操作板或遥控器等来实现。或者，也可以是将输入装 置17与显示监视器15 -体化的触摸板。
[0050] 当用户操作输入装置17来设定目的地以及路径搜索条件时，导航装置1将如上所 述地检测出的车辆80的当前位置作为出发地，根据所述的路径计算数据来进行基于预定 算法的运算的路径搜索处理。通过该处理，搜索从出发地至目的地的推荐路径。并且，导航 装置1例如通过变换颜色等方法，在显示于显示监视器15的地图上以能够与其他道路识别 的形态来显示搜索出的推荐路径。然后，按照推荐路径将预定的图像信息或声音信息从显 示监视器15或扬声器16输出，从而将车辆80引导至目的地。
[0051] 接着，对本实施方式的导航装置1中的电量推定处理进行说明。图3是在导航装 置1中通过控制部10执行的电量推定处理的流程图。
[0052] 在步骤S10中，控制部10选择要推定电量的链路。在此，例如将用户指定的路径的 各链路或已搜索的推荐路径的各链路作为电量推定对象链路，依次选择这些各链路。另外， 为了搜索电量最小的推荐路径，可以依次选择从出发地至目的地之间的各链路作为电量的 推定对象链路。
[0053] 在步骤S20中，控制部10推定针对在步骤S10中选择的链路的车辆80的能量变 化量。在此，在地图数据中可以使用对该链路设定的平均车速、标高以及链路距离、对与该 链路邻接的下个链路设定的平均车速以及标高来求出车辆80的能量变化量。
[0054] 例如，将在步骤S10中选择出的链路的平均车速、标高、链路距离分别设成Vk、Hk、 Lk，将下个链路的平均车速以及标高分别设成\+1、氏+1时，可以通过下式（1)求出能量变化 量Ek。
[0055][式1]

【权利要求】
1. 一种能量推定装置，其特征在于，具备： 能量变化量推定部，其推定针对与预定的道路区间对应地分别设定的各链路的车辆的 能量变化量； 车轴扭矩计算部，其根据由所述能量变化量推定部推定出的能量变化量，来计算针对 所述各链路中的所述车辆行驶时再生能量的再生链路的所述车辆的车轴扭矩； 分配比率计算部，其根据由所述车轴扭矩计算部算出的车轴扭矩，来计算针对所述再 生链路的所述车辆的再生制动与摩擦制动的分配比率；以及 再生能量推定部，其根据所述能量变化量和由所述分配比率计算部算出的分配比率， 来推定针对所述再生链路的所述车辆的再生能量。
2. 根据权利要求1所述的能量推定装置，其特征在于， 还具备行驶速度推定部，其推定针对所述再生链路的所述车辆的行驶速度， 所述分配比率计算部根据所述车轴扭矩和由所述行驶速度推定部推定出的行驶速度 来计算所述分配比率。
3. -种车辆用信息系统，其特征在于， 具有：分别搭载在车辆上的多个车载装置和经由通信线路与所述车载装置连接的服务 器装置， 所述多个车载装置分别具备： 加减速变化检测部，其检测搭载了该车载装置的车辆的加减速度的变化；以及 发送部，其将与由所述加减速变化检测部检测出的加减速度的变化相关的加减速信息 发送给所述服务器装置， 所述服务器装置具备： 接收部，其接收从所述多个车载装置分别发送的所述加减速信息； 区间确定部，其根据由所述接收部接收到的加减速信息，来确定各车辆行驶时损失了 能量的损失区间和各车辆行驶时再生了能量的再生区间； 车轴扭矩计算部，其计算针对所述再生区间的各车辆的车轴扭矩； 分配比率计算部，其根据由所述车轴扭矩计算部算出的车轴扭矩，来计算针对所述再 生区间的各车辆的再生制动与摩擦制动的分配比率； 统计参数计算部，其计算与所述损失区间对应的统计损失参数和与所述再生区间对应 且包括所述分配比率的统计值的统计再生参数，作为用于推定针对与预定的道路区间对应 地分别设定的各链路的消耗能量或再生能量的统计参数；以及 能量推定部，其根据由所述统计参数计算部算出的各链路的统计参数，来推定针对行 驶预定道路的推定对象车辆的消耗能量或再生能量。
4. 根据权利要求3所述的车辆用信息系统，其特征在于， 所述服务器装置还具备：行驶速度计算部，其根据所述加减速信息来计算针对所述再 生区间的各车辆的行驶速度， 所述分配比率计算部根据所述车轴扭矩和由所述行驶速度计算部算出的行驶速度来 计算所述分配比率。
5. -种服务器装置，其特征在于，具备： 接收部，其接收从多个车辆分别发送的、与该车辆的加减速度的变化相关的加减速信 息； 区间确定部，其根据由所述接收部接收到的所述加减速信息，来确定各车辆行驶时损 失了能量的损失区间和各车辆行驶时再生了能量的再生区间； 车轴扭矩计算部，其计算针对所述再生区间的各车辆的车轴扭矩； 分配比率计算部，其根据由所述车轴扭矩计算部算出的车轴扭矩，来计算针对所述再 生区间的各车辆的再生制动与摩擦制动的分配比率； 统计参数计算部，其计算与所述损失区间对应的统计损失参数和与所述再生区间对应 且包括所述分配比率的统计值的统计再生参数，作为用于推定针对与预定的道路区间对应 地分别设定的各链路的消耗能量或再生能量的统计参数；以及 能量推定部，其根据由所述统计参数计算部算出的各链路的统计参数，来推定针对行 驶预定道路的推定对象车辆的消耗能量或再生能量。
6.根据权利要求5所述的服务器装置，其特征在于， 还具备：行驶速度计算部，其根据所述加减速信息来计算针对所述再生区间的各车辆 的行驶速度， 所述分配比率计算部根据所述车轴扭矩和由所述行驶速度计算部算出的行驶速度来 计算所述分配比率。
【文档编号】G09B29/10GK104379387SQ201380029756
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】田川晋也, 武藤启介, 远藤征树, 杉本美香 申请人:歌乐株式会社, 日产自动车株式会社