(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（Ｖ）が、複数のエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）を含むエネルギーシステム（ＥＳ）を備え、
各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）内では、１つの形態のエネルギーが利用され、各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）が、
少なくとも１つのエネルギー消費器（ＭｅＣｏｎｓ，ＥｌＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１）と、
少なくとも１つのエネルギー生成器（ＩＣＥ，Ｃｏｎｖ１）と、
前記各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）に共通な少なくとも１つの双方向のコンバータ（Ｃｏｎｖ１）とを備え、
少なくとも１つのエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）は、少なくとも１つのエネルギーバッファ（ＥＢ）を備え、
前記エネルギーシステム（ＥＳ）内のエネルギーフローを制御するために、制御ユニット（ＣＵ）が、第１のサンプリング周波数（Ｓ１）で継続的に、各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）の各エネルギー単価を、第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）で設定する、前記制御ユニット（ＣＵ）による前記車両（Ｖ）のエネルギーフロー制御方法であって、
前記制御ユニット（ＣＵ）がさらに、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）を有する第２のサンプリング周波数（Ｓ２）の間、
事前に設定された走行ルート（ＴｒＲｏ）に関する車両走行ルート情報（ＲｏＩｎ）を収集し、
前記車両走行ルート情報（ＲｏＩｎ）に基づいて前記走行ルート（ＴｒＲｏ）を複数の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））に分割し、
前記部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の地形、制限速度及びリアルタイム情報を含む前記車両走行ルート情報（ＲｏＩｎ）に基づいて、各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）の、前記部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））のうち次の部分ルートでのエネルギー消費量を推定し、
少なくとも前記推定したエネルギー消費量に基づいて、各エネルギーバッファ（ＥＢ）の前記次の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の予想エネルギーバッファ価格を計算し、
次の前記第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）の間の各エネルギーバッファ価格であり、前記エネルギーバッファ（ＥＢ）へのエネルギーの充填又は前記エネルギーバッファ（ＥＢ）からのエネルギーの引き出しを決定するためのエネルギーバッファ価格に前記予想エネルギーバッファ価格を設定し、
ここで、少なくとも１つのエネルギーバッファ（ＥＢ）を備えるエネルギーサブシステム（ＥｌＥＳＳ）の前記エネルギー単価は、各エネルギーバッファ価格に依存し、
そして、前記制御ユニット（ＣＵ）は第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）の間に、
前記複数のエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）のうちの１つである第２のエネルギーサブシステムから前記複数のエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）のうちの１つである第１のエネルギーサブシステムに動力を供給し、当該動力の供給量は、前記第１のエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）のエネルギー単価で決定された前記コンバータ（Ｃｏｎｖ１）の動力供給量に対応するものである、方法。
【請求項２】
前記第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）が、前記第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）の各々についてのエネルギーバッファ価格（ｐＥＢ）の決定が、前記部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））での前記エネルギー消費量と、前記部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の長さに直接依存し、かつ１つの部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の平均消費量が、特定のエネルギーバッファ価格に対応するように行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記エネルギーバッファ価格が、期間（ｔ＋ｍ）の始点におけるエネルギーバッファ（ＥＢ）の実際のエネルギー充填状態（ＳｏＣ）に依存することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記エネルギー単価が、前記部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の終点における各エネルギーバッファ（ＥＢ）の所望のエネルギー充填状態（ＳｏＣ）に依存することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記次の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の設定が、少なくとも車両の今後の走行ルート（ＴｒＲｏ）の地形、および前記次の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の特定の地点における所望のエネルギー充填状態（ＳｏＣ）に依存することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記次の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の設定はさらに、予想車速プロファイルに依存することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記次の部分ルート（ｐＲｏ（ｎ））の設定がさらに、事前に設定されたバッファパラメータがバッファの上下限値内に維持されるように、これらバッファの上下限値に依存して行われることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
各エネルギー生成器（ＩＣＥ，Ｃｏｎｖ１）に、エネルギー供給価格関数が与えられ、
前記エネルギー供給価格関数は、各エネルギー生成器（ＩＣＥ，Ｃｏｎｖ１）がエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ）に供給することができる動力の価格と量の関係を規定し、
各エネルギー消費器（ＭｅＣｏｎｓ，ＥｌＣｏｎｓ）に、エネルギー需要価格関数が与えられ、
前記エネルギー需要価格関数は、各エネルギー消費器（ＭｅＣｏｎｓ，ＥｌＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１）がエネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）に対して要求する動力の価格と量の関係を規定し、
各エネルギー供給価格関数および各エネルギー需要価格関数は、それぞれのエネルギー生成器およびエネルギー消費器（ＭｅＣｏｎｓ，ＥｌＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１）に特有のパラメータに依存し、
各エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）へのエネルギー量に対する前記エネルギー単価を設定するために、前記制御ユニット（ＣＵ）は、
エネルギーサブシステムに動力を供給するエネルギー生成器（ＩＣＥ，Ｃｏｎｖ１）のエネルギー供給価格関数を総合して、総合供給価格関数を求め、
前記エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）に対して動力を要求するエネルギー消費器（ＭｅＣｏｎｓ，ＥｌＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１）のエネルギー需要価格関数を総合して、総合需要価格関数を求め、
さらに、前記エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）のエネルギー量に対するエネルギー単価は、前記制御ユニット（ＣＵ）がさらに前記エネルギーサブシステム（ＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ）の前記総合供給価格関数と前記総合需要価格関数とを比較して、前記エネルギー単価を、前記エネルギー供給と前記エネルギー需要とが等しくなるエネルギー単価に対応する値に設定することによって得られるものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータプログラムであって、前記プログラムが制御ユニット（ＣＵ）によって実行される場合に、請求項１〜９のいずれか１項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。
【請求項１１】
コンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムが制御ユニット（ＣＵ）によって実行される場合に、請求項１〜９のいずれか１項に記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法の前記ステップを実行するよう構成された、車両（Ｖ）のエネルギーフローを制御する制御ユニット（ＣＵ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエネルギーシステム内におけるエネルギーフローの管理方法の分野に関する。本発明は、トラックやバスなどの大型車両、および乗用車などの他の種類の車両に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
燃費は、法規制がますます厳しくなり、市場の関心が高まっていることから、長年にわたって乗用車の目指す方向の主な要因の１つとなっている。しかしながら、今日、燃費は、乗用車だけでなく、大型車両や他の商用車両の目指す方向の要因の１つでもある。燃焼機関やパワートレインについては長年にわたって改良が重ねられており、燃費向上のためにこれらに大幅な改善を施すことは、今やますます困難になっている。その代り、エンジン、パワートレインおよび制御機能のすべての側面を考慮しなければならない。どんなわずかな改善でも、大幅なコスト増加を伴うことなく可能な場合は、特に重要であり、追求する価値がある。
【０００３】
車両のエネルギーシステムに、エネルギー管理を最適化する制御方法を導入することによって、燃費改善を実現するアプローチが１つ考えられる。この制御方法では、ある時点に要求される量以上の動力を生成しないようにすること、ある時点において利用可能な総動力量を最も効率的なやり方でエネルギーシステム内において配分すること、利用可能な総動力量を考えられる最良のやり方で使用すること、を目指して最適化を行う。しかしながら、どのくらいの動力を生成する必要があるか、生成された動力をエネルギーシステム内のどこでどのように消費・貯蔵するかを決めるのは、決して簡単なことではない。車両には、エネルギーを消費する、エネルギーシステムや構成部品、機能が多く含まれる。利用可能なエネルギーの大半は、当然、車両の推進に利用されるが、パワーステアリングや、車両のライト、車両の空調システムなどの補助システムもまた多くのエネルギーを消費する。エネルギーシステム内では、異なる部材が多かれ少なかれ相互に影響し合いながらエネルギーを消費するため、それぞれを独立に検討することはできない。また、最適化実行中の状況も絶えず変化し、これが、制御方法の調整を、時間のかかる複雑なプロセスにしている。また、制御方法の調整は現在の設定に直接依存する形で行われるため、設定にわずかでも変更が加えられれば、再調整しなければならない。
【０００４】
特許文献１には、起動エージェントが車両内のエネルギーフローを制御する車両のエネルギー管理システムが開示されている。起動エージェントは、ある価格設定ルール（pricing rules）を適用することによって、車両のメインシステムおよび補助システムを制御するものである。エネルギーは、エネルギーメインシステムと補助システムとの間で交換される。エネルギーの価格（price）は、車両に対するエネルギーの瞬間供給量によって変動する。各メインシステムにはエネルギー提供予定価格が設定され、各補助システムにはその補助システムのエネルギー購入予定価格の上限値が個々に設定される。この個々の上限価格を超えると、補助システムはエネルギーの購入を行わない。個々の制限価格は、一部の補助システムでは可変的であり、一部の補助システムでは一定である。エネルギーの価格は、利用可能なエネルギーの量に依存し、メインシステムおよび補助システムの起動エージェントは、各補助システムの個々の制限価格に基づいてそれぞれのシステムを起動するかどうかを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２−１５５９２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、制御ユニットにより実行される、車両のエネルギーシステム内のエネルギーフローを管理する、改良した方法を提供することにあり、特に、今後の走行ルートに関する情報を、利用可能なエネルギーをより効率的に利用できるようにエネルギーフロー制御を行うために利用する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、独立請求項１に記載の方法によって達成される。本発明はさらに、プログラムが制御ユニットによって実行される場合に、本方法のステップを実行するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムと、そのようなコンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体とを含む。
【０００８】
エネルギー利用を最適化する制御方法は、好ましくは、制御ユニットによって実行される。今日の車両には、例えば、主に変速機を制御する変速機制御ユニット（ＴＣＵ）や、主にブレーキ系を制御するブレーキ制御ユニット（ＢＣＵ）など、車両の異なる機能を制御する制御ユニットが多数含まれる。また、例えば、ブレーキアクチュエーター、パワーステアリングの液圧アクチュエーターまたは電動アクチュエーターなどの各構成部品の多くも、１つ１つが自身の機能を制御するローカル制御装置を備える。これら異なる制御ユニットやローカル制御装置が相互に作用して、車両の実際の制御が、１つの制御ユニットではなく、複数の制御ユニットから成るネットワークによって行われるよう、換言すれば、分散型車両制御によって行われるようにする。従って、本明細書内において制御ユニットについて言及する場合、必ずしも本方法などが１つの制御ユニットによって実行されることを意味するわけではなく、相互に作用する多数の制御ユニットやローカル制御装置を備える分散型制御ユニットによって実行されることをも意味する。分散型制御ユニットは、車両コンピュータとも呼ばれる。コンピュータは、定義上、情報を検索、格納、処理、再分配することができるプログラム可能な電子デバイスであり、したがって、単一の構成部品または相互作用する構成部品のネットワークのいずれかである制御ユニットと同じ動作を実行する。
【０００９】
本発明によると、車両のエネルギーシステムは、複数のエネルギーサブシステムを含む。各エネルギーサブシステムでは、例えば、機械的エネルギー、電気エネルギー、空気圧エネルギー、加熱エネルギー、冷却エネルギーなどのある特定の形態のエネルギーが利用される。各エネルギーサブシステムは、少なくとも１つのエネルギー消費器と、少なくとも１つのエネルギー生成器と、少なくとも２つのエネルギーサブシステムに共通な少なくとも１つの双方向のコンバータとを備える。さらに、エネルギーサブシステムのうち少なくとも１つが、少なくとも１つのエネルギーバッファを備える。エネルギーサブシステムは、コンバータによって動作可能に接続され、コンバータは、少なくとも１つの形態のエネルギーを少なくとも１つの別の形態のエネルギーに変換するデバイスである。コンバータは、異なる形態のエネルギーを使用する異なるエネルギーサブシステム間でのエネルギー供給を可能にする。
【００１０】
ある１つの第１のエネルギーサブシステムに注目すると、第２のエネルギーサブシステムから第１のエネルギーサブシステムにエネルギーを変換する少なくとも１つのコンバータと、第１のエネルギーサブシステムから第２のエネルギーサブシステムにエネルギーを変換する少なくとも１つのコンバータとが存在する。第１のエネルギーサブシステムにとって、エネルギーを第１のエネルギーサブシステムに変換するコンバータはエネルギー生成器として機能し、第１のエネルギーサブシステムからエネルギーを変換するコンバータはエネルギー消費器として機能する。エネルギー生成器やエネルギー消費器についての説明は、ある１つのエネルギーサブシステムに対して可能なのであって、エネルギーシステム全体に注目すると、そのようなエネルギー生成器やエネルギー消費器は単なるコンバータに過ぎず、それらがあるエネルギーサブシステムではエネルギー生成器として機能し、第２のエネルギーサブシステムではエネルギー消費器として機能しているに過ぎない。あるエネルギーサブシステムの１つのコンバータが、ある時はそのエネルギーサブシステムのエネルギー生成器として機能し、またある時にはそのエネルギーサブシステムのエネルギー消費器として機能することも可能である。
【００１１】
以下の説明を通じて明らかとなるように、エネルギーサブシステムの定義方法は、本明細書に提示される特定の基準を満たす範囲において複数考えられる。本方法の実施の程度、すなわち、本方法がどの程度詳細に実施されるかは、エネルギーの利用最適化と本方法を適用するために必要な計算に要する動力との間のバランスによって決定してよい。
【００１２】
エネルギーサブシステムはまた、エネルギーバッファを備えてよい。エネルギーバッファは貯蔵装置であり、各エネルギーサブシステム内に余剰のエネルギーが存在する場合、そのエネルギーサブシステムから供給されるエネルギーを貯蔵することができ、各エネルギーサブシステム内でエネルギーが必要になった場合にはそのエネルギーサブシステムにエネルギーを供給することができる。車両の通常動作中、車両のエネルギーシステム内において利用可能なエネルギーが不足している条件や、車両のエネルギーシステム内においてエネルギーに余剰がある条件で、車両の運転が行われることがある。すべての車両が、エネルギーバッファ作用のある車両構成部品を数多く備える。このような構成部品の中には、電気エネルギーのバッファリングが可能な電池のように、その構成部品の目的としてエネルギーバッファ特性を有するものや、例えば、液化式冷却システムがその固有の性質として冷却エネルギーや加熱エネルギーのバッファリングが可能であるように、構成部品が持つ固有の慣性のために間接的にエネルギーバッファ特性を有するものがある。
【００１３】
ここで、蓄電池の形態をとるエネルギーバッファを例にとる。蓄電池の場合、蓄電池の現在の充電状態（ＳｏＣ）が貯蔵エネルギー量である。電池を使用する例の場合、電池を充電すると、電気エネルギーが化学的エネルギーの形で貯蔵される。電池を放電すると、貯蔵された化学的エネルギーが、電気エネルギーサブシステムに供給される電気エネルギーに再変換される。したがって、充電中に電池に供給する時のエネルギー、放電中に電池が供給を行う時のエネルギーは、電気エネルギーの形をとるが、充放電の間の期間は、エネルギーが化学的エネルギーに変換されている。本発明の方法では、エネルギーバッファがエネルギーコンバータでもあるとみなす。エネルギーサブシステムにエネルギーを生成するとき、またはエネルギーサブシステムからのエネルギーを消費するときのエネルギーバッファの機能は、コンバータの機能と同じである。したがって、外に何らかの記載がない限り、コンバータに関係があることはエネルギーバッファにも関係がある。他にも、ダイレクトコンバータとして機能するエネルギーバッファもある。そのようなエネルギーバッファ容量を有するコンバータは、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに変換し、かつ、少なくとも一定期間の間はエネルギーをいずれかの形態で貯蔵することができる。そのようなエネルギーバッファ容量を有するコンバータの一例として、燃焼機関の冷却システムがある。一般に、従来の燃焼機関冷却システムは、ポンプと、当該ポンプによって同システム内の冷却液回路内を循環する冷却液を冷却するための冷却ファンとを備える。冷却ファンを駆動することによって冷却液が冷却されると、冷却液はその冷却能力を一定期間維持する。従って、冷却液が冷却エネルギーのバッファ効果を有する。
【００１４】
制御ユニットは、本発明の方法を第１のサンプリング周波数で実行し、各エネルギーサブシステムのエネルギー単価は、制御ユニットが第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）で設定する。各エネルギーサブシステムのエネルギー単価は、任意の利用可能な価格設定方法で設定される。詳細については後述する。制御ユニットが実行する本方法は、以下を特徴とする。制御ユニットが、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）を有する第２のサンプリング周波数の間、
事前に設定された走行ルートに関する車両走行ルート情報を収集し、
前記車両走行ルート情報に基づいて前記走行ルートを複数の部分ルートに分割し、
事前に設定された走行ルートの中の１区間である次の部分ルートを設定し、
前記部分ルートの地形、制限速度及びリアルタイム情報を含む前記車両走行ルート情報に基づいて、各エネルギーサブシステムの、前記部分ルートのうち次の部分ルートでのエネルギー消費量を推定し、
少なくとも前記推定したエネルギー消費量に基づいて、各エネルギーバッファの前記次の部分ルートの予想エネルギーバッファ価格を計算し、
次の前記第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）の間の各エネルギーバッファ価格であり、前記エネルギーバッファへのエネルギーの充填又は前記エネルギーバッファからのエネルギーの引き出しを決定するためのエネルギーバッファ価格に前記予想エネルギーバッファ価格を設定する。
【００１５】
少なくとも１つのエネルギーバッファを備えるエネルギーサブシステムにおいて、前記エネルギー単価はそれぞれのエネルギーバッファ価格に依存する。
【００１６】
つまり、各部分ルートの推定エネルギー消費量を合計して走行ルート全体の推定エネルギー消費量を求めることもでき、この走行ルート全体のエネルギー消費量を使って、走行ルート全体の各エネルギーバッファの予想エネルギーバッファ価格を計算することもできる。この予想エネルギーバッファ価格を、エネルギーバッファ価格として設定し、各エネルギーサブシステムのエネルギー単価を決定するための入力情報として用いる。エネルギーバッファ価格の設定は、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）に従って行われる。したがって、様々なエネルギーバッファ価格の決定方法について言及する場合には、車両走行ルート情報を使って計算され、エネルギーバッファ価格として設定される予想エネルギーバッファ価格のことを指している。
【００１７】
さらに、決定されたエネルギー単価に基づいて、制御ユニットは次に、前記第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）の間に、
第２のエネルギーサブシステムから第１のエネルギーサブシステムに、ある量の動力を供給する。
【００１８】
当該動力供給量は、前記第１のエネルギーサブシステムのエネルギー単価で決定された、前記共通コンバータの動力供給量に対応する。したがって、各エネルギーサブシステムのエネルギー単価を使って、それぞれのエネルギーサブシステム間でエネルギー移動を行うか否か、あるいはどの程度まで行うかが決定される。このエネルギー移動は、１つのエネルギーサブシステムから得られるある形態のエネルギーを別のエネルギーサブシステムの別の形態のエネルギーに変換するエネルギーコンバータによって行われる。これは、第１のサンプル周波数（ｔ＋ｎ）に従って実行される。
【００１９】
あるエネルギーサブシステムから別のエネルギーサブシステムへの動力供給量は、各共通コンバータの出力限界によって制限される。制御ユニットが、本発明の方法に従って車両のエネルギーシステムのエネルギーフローを制御するとき、利用可能なエネルギーを全利用することが可能になる。利用可能なエネルギーには、最もエネルギー効率の良い方法で事前に設定された走行ルートを運転した場合に、事前に設定された走行ルート上で行われるエネルギー回生などによって得られる可能性のあるエネルギー追加分も含まれる。さらに、本方法によって、エネルギーバッファのより効率的な利用が可能になる。これは、エネルギー使用量予測がより長い期間にわたって可能になり、各エネルギーバッファのエネルギーの充填と引き出しを最適化するようにエネルギーバッファ価格を設定することができるためである。
【００２０】
つまり、制御ユニットは、事前に設定された走行ルートに関する車両走行ルート情報を収集する。事前に設定された走行ルートは、予想ルートであり、予想ルートは、例えば、現在の車両位置、車速、走行方向、道路網などに基づいて、車両が走行する可能性が最も高いと考えられるルートである。事前に設定された走行ルートは、過去頻繁に走行されたルートに基づいてもよい。事前に設定された走行ルートから外れた場合にはその都度、最も可能性の高い経路が再予測され、事前に設定される走行ルートが再設定される。このように、事前に設定された走行ルートから外れた場合、制御ユニットは、新しい入力情報を使って本発明の方法を実行する。当該車両走行ルート情報は、制御ユニットが、事前に設定された走行ルートを部分ルートに分割するために使用される。制御ユニットは、部分ルートごとに入手できる車両走行ルート情報に基づいて、各部分ルートの推定エネルギー消費量を決定する。
【００２１】
事前に設定された走行ルートや各部分ルートで使用されるエネルギーには、様々な種類のエネルギー消費が含まれる。エネルギーの大半は、車両の推進システムによって消費されるが、その際のエネルギー消費量は、事前に設定された走行ルートが持つ地形や、車速、風の抵抗、転がり抵抗、車両負荷に大きく依存する。他の種類のエネルギーとしては、電気エネルギーが挙げられ、これは例えば、ヘッドライトや空調システムなどの制御の及ばないエネルギー消費器に必要である。また例えば、ブレーキおよびサスペンション用に空気圧エネルギーも必要である。さらに、例えば、ＩＣＥ構成部品や車室の冷却／加熱のために、冷却エネルギーや加熱エネルギーも必要である。これらは、推定エネルギー消費量を計算する際に考慮する関連パラメータの例である。上り坂を運転中は、例えば、ＩＣＥ構成部品を冷却するためにかなりの量のエネルギーが必要になると考えられ、一方、下り坂を走行中はブレーキの必要性が高まるため、空気圧システムが追加のエネルギーを必要とすると考えらえる。本方法によれば、事前に設定された走行ルートにおける総エネルギー消費量が、エネルギー種別ごとに車両走行ルート情報に基づいて推定される。この車両走行ルート情報は、各エネルギーバッファにおける貯蔵エネルギーを、エネルギーバッファそれぞれの最大貯蔵量と最小貯蔵量の範囲内に維持するよう規定した持続可能性条件を適用することによって得られるものである。
【００２２】
車両走行ルート情報には、例えば、ＧＰＳサービスから得られる位置情報、好ましくは、道路情報データベースに接続された位置情報以外にも、例えば、天候条件や周囲条件などに関する情報が含まれる。また、車両走行ルート情報の少なくとも一部として、車隊内で共有される情報や、交通情報サービス、消費履歴データなどの情報源を使用することもできる。
【００２３】
ある部分ルートでエネルギー充填を行う方が次の部分ルートで行うよりも得な場合に、その部分ルートで各エネルギーバッファのエネルギー充填を行ったり、エネルギー需要の高い部分ルートで各エネルギーバッファからエネルギーを引き出したりすることも可能である。エネルギーの充填や引き出しが見込まれる場所が近づいているか否かを知ることにより、各エネルギーバッファの現在のＳｏＣ（この場合は充填状態）をより効率的に利用することが可能になる。先々の情報を得ることによって、例えば、すぐにエネルギーバッファにエネルギーを再充填できると分かっている場合にはエネルギーバッファから実質完全にエネルギーを引き出すことも可能になる。
【００２４】
エネルギー単価を設定するために制御ユニットが実行可能な、上述の価格設定方法としては、利用可能な多くの価格設定方法のうちの任意の適切な方法であってもよい。一般に、エネルギー単価を計算するために制御ユニットが使用する方法としては、長期的にバッファレベルを維持する可能性のある価格を、過去の事象を検討することによって決定する方法や、価格をどう設定するかの予測を試みる方法がある。少なくとも１つのエネルギーバッファを含むエネルギーシステムの場合、エネルギー単価を各エネルギーバッファに貯蔵された現在のエネルギー量の関数として設定するだけというシンプルな価格設定方法が考えられる。例えば、エネルギーシステムにおいて電池が唯一のエネルギーバッファである場合、エネルギー単価は、その電池のＳｏＣ（この場合は充電状態）の関数となる。一般に、エネルギーサブシステムにおける現在の貯蔵エネルギー量が大きいほど、そのエネルギーサブシステムから得られるエネルギーのエネルギー単価は低くなる。この価格決定方法の発展によれば、エネルギーバッファを出入りする瞬間的なエネルギーフローも考慮することができる。他の価格設定方法として、例えば、システム同定によって得られる線形経験モデルの動的モデルに依拠するモデル予測制御を使用するものも考え得る。さらに他の価格設定方法として、例えば動的プログラミングに基づく、さらに先進的かつ計算集約的な価格設定方法も利用可能であると考えられる。
【００２５】
本発明を適用して制御ユニットが利用することができる価格設定方法はすべて、制御ユニットが各エネルギー単価を計算する際にエネルギーバッファ価格を考慮するという共通点を有する。
【００２６】
一態様によれば、第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）は、前記第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）よりも短い。一般に、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）に従って制御ユニットが更新する各エネルギーバッファ価格は、エネルギーサブシステムのエネルギー単価よりも緩やかに変化する。したがって、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）を第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）よりも長く設定することにより、例えば必要とされる各エネルギーバッファ価格の再計算頻度が低くなり、制御ユニットに要求される処理能力が抑制される。なお、そのような長いサンプリング間隔は、エネルギーバッファ価格の重大な変動の早期把握を依然として実現する程度のものである。
【００２７】
一態様によれば、制御ユニットは、事前に設定された走行ルートを運転中に使用するエネルギー、場合によっては生成するエネルギーの総合的なシミュレーションを行う。部分ルートを設定し、それぞれの部分ルートでのエネルギー消費量を計算することにより、事前に設定された走行範囲にわたるエネルギー消費量が得られる。事前に設定された走行ルートにおけるエネルギー消費量から、予想エネルギーバッファ価格が計算され、予想エネルギーバッファ価格は、制御ユニットがエネルギーシステム内でどのようにエネルギーを配分すべきかを決定する際に使用するエネルギーバッファ価格として設定することができる。
【００２８】
さらに一態様によれば、少なくとも１つのエネルギーバッファを含む各エネルギーサブシステムのエネルギーバッファ価格の決定は、部分ルートでのエネルギー消費量に、具体的には、前記部分ルートの長さに直接依存する。エネルギー消費量と部分ルートの長さによって、実際の走行距離あたりの平均消費量が得られる。制御ユニットが平均消費量に対するエネルギーバッファ価格を事前にマッピングしているため、平均消費量に対応するエネルギーバッファ価格を得ることができる。平均消費量が高いほど、得られるエネルギーバッファ価格は高くなる。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、制御ユニットが実行する、各エネルギーサブシステムのエネルギーバッファ価格の決定は、事前に設定された全走行ルートにわたる前記車両走行ルートの平均エネルギーバッファ価格の計算結果に依存して行われる。本発明のさらに別の態様によれば、前記平均エネルギーバッファ価格は、車両の今後の全走行ルート、過去の平均エネルギーバッファ価格、および少なくとも１つの類似の部分ルートの平均エネルギーバッファ価格のうち、少なくとも何れか１つに依存して計算される。本発明のさらに他の態様によれば、前記エネルギーバッファ価格はさらに、期間（ｔ＋ｍ）の始点におけるバッファの実際のＳｏＣに依存し、および前記部分ルートの終点における各エネルギーバッファの所望のＳｏＣの少なくとも何れずれか１つに依存する。
【００３０】
エネルギーバッファが電池の形態をとる例においては、以下の通りである。
【００３１】
特定の条件では、制御ユニットがエネルギーバッファ価格を計算する際に、ＳｏＣの初期値を考慮することが望ましい場合がある。これは、例えば、ＳｏＣの初期値が非常に低い場合か非常に高い場合である。そのような場合には、エネルギーバッファが、エネルギーの充填か引き出しの何れかしかできない状態にあると考えられる。また、部分ルートの終点におけるＳｏＣを考慮することが望ましい場合もある。例えば、部分ルートの終点が、プラグイン機能による電池充電が可能な場所に位置することが分かっている場合、当該部分ルートで電池を完全に放電しても問題ないかもしれない。一方、例えば、部分ルートの終点が、発進時に推進力を高める必要がある地形であることが分かっている場合には、部分ルートの終点で、電池にある程度充電残量がある必要があるかもしれない。これらはすべて制御ユニットによって判断される。
【００３２】
本発明の１つの態様によれば、エネルギーバッファのエネルギー量が満量または零のいずれかに近い場合に、エネルギーバッファ価格の計算にペナルティ項を付加することによって、エネルギーバッファのエネルギーの充填／引き出しを制御してもよい。これは、所望のエネルギー充填／引き出しを実現するために行われる。
【００３３】
本発明の他の一態様によれば、前記次の部分ルートが、少なくとも車両の今後の走行ルートの地形、および前記次の部分ルートの特定の地点における所望のＳｏＣに依存する。
【００３４】
制御ユニットは、部分ルートを、各エネルギーバッファの上下限値を超えずにエネルギーバッファ価格を一定に設定することが可能なできるだけ長い距離になるよう設定することが好ましい。部分ルート間を分ける分断点は、主に地形に依存して設定されることが好ましい。ルート全体の地形が複数の起伏を含む場合、制御ユニットは、長い下りまたは上り坂走行が近い将来終わる地点を含むように、部分ルートを設定することができる。原則均一なエネルギーの充填／引き出しが行われる範囲内で、できるだけ長い部分ルートを設定することが望ましい。部分ルートの距離が長ければ、エネルギーの充填／引き出し動作の回数が減り、これにより、電池などの一部のエネルギーバッファの場合には、耐久寿命が延びる。原則平坦な道路区間が上り坂区間に連続して位置する場合、当該平坦区間はこの隣接する上り坂区間の部分ルートに組み込まれるのが好ましい。
【００３５】
本発明の１つの好ましい態様によれば、制御ユニットは、下り坂の終点から所定距離だけ離れた地点や上り坂の終点から所定距離だけ離れた地点に分断点を設定する。分断点は、下り坂の終点または上り坂の終点から所定時間を経た地点に設定されてもよい。ＩＣＥの負荷が低い下り坂走行後の一定期間の間は、運転手が、車両が持つ高い運動エネルギーを利用して走行する可能性が高い。そのような走行を行う間、ＩＣＥ負荷は低いままである。ＩＣＥの負荷が高く、車速が徐々に低下していくと考えられる上り坂走行後には、運転手が加速したいと感じる可能性が高い。加速を行う間のＩＣＥ負荷は高い。エネルギー消費またはエネルギー生成の程度に応じて部分ルートを設定することが好ましいため、ＩＣＥ負荷が１つ前の道路区間と原則同じである、そのような下り坂または上り坂走行の後の期間は、１つ前の部分ルートに含めるのが好ましい。
【００３６】
冷却熱エネルギーバッファを利用する例においては、以下の通りである。
【００３７】
制御ユニットが、上り坂の頂上が終点になるように部分ルートを設定する場合は、当該上り坂を走行中に、熱エネルギーバッファによる冷却対象である各構成部品が過熱することがないよう、熱エネルギーバッファのエネルギーバッファ価格を十分に高く設定しなければならない。部分ルートが長い下り坂走行後に終了するように設定されている場合は、過冷却を避けるためにエネルギーバッファ価格を十分に低く設定する必要がある。
【００３８】
エネルギーバッファ価格は、制御ユニットによって絶えず更新される。ただし、エネルギーバッファ価格は、各部分ルートにおいて初期に設定された値で原則一定に保たれるのが理想的である。エネルギーバッファ価格が一定であるということは、エネルギーバッファ価格が正しく設定されていることを意味する。これは、平坦な区間の後に上り坂が続く場合に、その平坦区間の間はエネルギーバッファに安定してエネルギーが充填され、続く上り坂運転中には安定してエネルギーが引き出されるように、エネルギーバッファ価格が設定されていることを意味する。しかし、部分ルートを運転中に予測できない事象が発生することが考えられる。例えば、渋滞のため車両を減速しなければならない場合や、予想を上回るエネルギーが、例えば空調に必要になる場合がある。また、エネルギー消費量や、ひいては恐らくはエネルギーバッファ価格の基となる車両走行ルート情報が完全に正確ではないことも考えられる。そのような場合、制御ユニットは、部分ルート運転中にエネルギーバッファ価格を更新してもよい。エネルギーバッファ価格を絶えず更新することにより、運転中に予期しない事象が発生したとしても、現在使用中のエネルギーバッファ価格が正確であることが保証される。本発明の別の態様によれば、前記次の部分ルートは、予想車速プロファイルにさらに依存する。車速プロファイルは、減速中の回生が可能な道をフル活用するようにまず適合されてもよいが、さらに平均車速をできるだけ高くできるように適合されてもよい。
【００３９】
本発明のさらに別の態様によれば、制御ユニットが行う次の部分ルートを設定する前記テップはさらに、事前に設定されたバッファパラメータがバッファの上下限値内に維持されるように、これらバッファの上下限値に依存して行われる。各バッファのＳｏＣ上下限値を考慮することにより、エネルギーシステムの最適利用が可能になる。また、電池などの特定のエネルギーバッファの場合、ＳｏＣに上下限値を設定する機能によって、エネルギーバッファの寿命が延びる可能性がある。
【００４０】
上述したように、エネルギー単価を設定するために制御ユニットが実行可能な価格設定方法としては、利用可能な多くの価格設定方法のうちの任意の適切な方法であってよい。１つの好ましい態様によれば、供給と需要に基づくマーシャルミクロ経済理論から導かれた価格決定方法が用いられる。
【００４１】
本明細書中では需給理論とも呼んでいるマーシャルミクロ経済理論の側面を、各エネルギーサブシステムのエネルギー単価設定に適用することにより、各エネルギーサブシステムでエネルギー需要と利用可能な動力量が均衡する、エネルギーシステムの最適なエネルギーバランスが、瞬間ごとに実現可能となる。このような価格決定方法によれば、任意の形態のエネルギーを生成する各エネルギー生成器に、エネルギー供給価格関数が与えられる。ここで、エネルギー供給価格関数は、各エネルギー生成器がエネルギーサブシステムに供給することができる動力の価格と量の関係を規定するものである。ここでエネルギー生成器とみなしているエネルギーコンバータの効率は、変換後の動力量に依存する。したがって、エネルギー供給価格関数は、各エネルギー生成器のエネルギー単価が、当該エネルギー生成器からの動力供給量によってどのように変化するかを記述するものである。
【００４２】
さらに、任意の形態のエネルギーを消費する各エネルギー消費器に、エネルギー需要価格関数が与えられる。ここで、エネルギー需要価格関数は、各エネルギー消費器がエネルギーサブシステムに対して要求する動力の価格と量の関係を規定するものである。ここでエネルギー消費器とみなしているエネルギーコンバータの効率は、上述の通り、変換後の動力量に依存する。したがって、エネルギー需要価格関数は、当該エネルギー消費器のエネルギー単価が、消費動力量によってどのように変化するかを記述するものである。
【００４３】
エネルギーサブシステム内にエネルギーバッファが存在する場合に、そのバッファが当該エネルギーサブシステムからエネルギー供給を受けていれば、そのエネルギーバッファはエネルギー消費器として機能していることになる。そのバッファが当該エネルギーサブシステムに対してエネルギー供給を行っていれば、当該エネルギーバッファはエネルギー生成器として機能していることになる。
【００４４】
各エネルギー供給価格関数および各エネルギー需要価格関数は、それぞれのエネルギー生成器およびエネルギー消費器に特有のパラメータに依存する。
【００４５】
制御ユニットが、１つのエネルギーサブシステムにおいてエネルギー生成器として機能すると考えられるすべての構成部品のすべてのエネルギー供給価格関数を総合することによって、各エネルギーサブシステムの総エネルギー供給を記述する総合供給価格関数を求めることができる。これに対応して、エネルギー消費器として機能すると考えられるすべての構成部品のすべてのエネルギー需要価格関数を総合することによって、各エネルギーサブシステムの総エネルギー需要を記述する総合需要価格関数を求めることができる。
【００４６】
エネルギーバッファがあれば、そのようなエネルギーバッファは、潜在的にエネルギー生成器とエネルギー消費器のいずれとしても機能することができるので、エネルギーサブシステムごとにエネルギー供給価格関数とエネルギー需要価格関数を与えられ、両方の役割を果たす。
【００４７】
制御ユニットが、エネルギーサブシステムの前記総合供給価格関数と前記総合需要価格関数とを比較することにより、当該エネルギーサブシステムの最適エネルギー単価を求めることができる。最適エネルギー単価では、各エネルギーサブシステム内のすべてのエネルギー生成器、エネルギー消費器およびエネルギーバッファについてエネルギー供給とエネルギー需要が均衡する。この最適エネルギー単価は、総合供給価格関数と総合需要価格関数の交点で与えられる。
【００４８】
需給理論を適用することによって計算されたエネルギーサブシステムのエネルギー単価は、制御ユニットが本発明の方法を適用する場合のエネルギー単価として利用可能なものである。
【００４９】
本発明はまた、プログラムが制御ユニットによって実行される場合に、本発明の方法の実施形態のいずれかに記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムを含む。本発明はまた、プログラムが制御ユニットによって実行される場合に、本発明の方法の実施形態のいずれかに記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体を含む。最後に、本発明は、既に開示されている車両のエネルギーフローを制御するために設けられた制御ユニットを含む。
【００５０】
本発明のさらなる利点および有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示される。
【００５１】
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の方法を適用する制御ユニットを備える大型ハイブリッド車両を示す概略図である。
【図２】簡略化したエネルギーシステムの一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施態様に関する概略ブロック図である。
【図４】走行ルートの一例を示す高度対距離図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、添付の図面を参照し、本発明の例示的態様をより詳細に説明する。
【００５４】
図１は、大型ハイブリッド車両Ｖを示す概略図である。大型ハイブリッド車両Ｖは、内燃機関ＩＣＥ、発電機（又は電動機）ＥＭ、電池の形をとるエネルギーバッファＥＢ、および大型ハイブリッド車両Ｖのエネルギーフローを制御する制御ユニットＣＵを備える。電池ＥＢは、発電機（又は電動機）ＥＭを介して内燃機関ＩＣＥに接続される。制御ユニットＣＵは、内燃機関ＩＣＥ、発電機（又は電動機）ＥＭおよびエネルギーバッファＥＢを制御可能に設けられる。本発明の方法は、制御ユニットＣＵによって実行され、車両Ｖへの適用に適したものである。図１に示す本発明の実施形態において、制御ユニットＣＵは、模式的に１つの物理的構成部品として示されている。しかしながら、当業者には明らかなように、制御ユニットＣＵは、相互に作用して１つの車両制御ユニットのように機能する多数の車両機能制御ユニットで構成されてもよい。
【００５５】
図２に、図１に例示したような大型ハイブリッド車両ＶのエネルギーシステムＥＳの一例を簡略化して示す。エネルギーシステムＥＳは、機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳと電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳを備える。機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳは、内燃機関ＩＣＥと、機械的エネルギーを消費する複数の補助システムＭｅＣｏｎを備える。そのような機械的に駆動される補助システムとしては、例えば冷却ファンや、圧縮機、発電機であってよいが、これらに限定されない。内燃機関ＩＣＥは、機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ用のエネルギー生成器であると考えられる。機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳは、機械的エネルギーを電気エネルギーに、またはその逆に変換するエネルギーコンバータＣｏｎｖ１（以下、単に「コンバータＣｏｎｖ１」という）をさらに備える。そのようなコンバータＣｏｎｖ１は、例えば、発電機（又は電動機）であってよい。発電機（又は電動機）は、機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳと電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳに共通な双方向のコンバータＣｏｎｖ１である。コンバータＣｏｎｖ１は、各エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳのどちらに注目するか、また各エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間でどちらにエネルギーを供給するかに応じて、エネルギー消費器またはエネルギーコンバータのいずれかにみなされる。発電機（又は電動機）が、機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳから得られる機械的エネルギーの余剰分を変換して、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳに入力する時、コンバータＣｏｎｖ１は、機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳにおけるエネルギー消費器かつ電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳおけるエネルギー生成器とみなされる。一方、推進に追加エネルギーが必要な期間には、コンバータＣｏｎｖ１は、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳから得られる電気エネルギーを、機械的エネルギーに変換して機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳに供給すると考えられる。この時、コンバータＣｏｎｖ１は、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳにおけるエネルギー消費器かつ機械的エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳおけるエネルギー生成器として機能する。
【００５６】
コンバータＣｏｎｖ１以外に、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳは、電気エネルギーを消費し、電気的に駆動される複数の補助システムＥｌＣｏｎｓを備える。電気的に駆動されるエネルギー消費器の例としては、シート暖房システムや、パワーステアリングシステム、フォグランプが挙げられる。電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳは、さらにエネルギーバッファＥＢを備える。そのようなエネルギーバッファＥＢは、例えば電池であってよい。
【００５７】
電池ＥＢは、利用できる電気エネルギーに余剰がある期間中は、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳから電気エネルギーの充電を受け、その後、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳが追加の電気エネルギーを必要とするエネルギーバッファ放電期間中は、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳにエネルギーを供給する。
【００５８】
電気エネルギーに余剰がある時、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳのエネルギー単価は低く、電池ＥＢが実質的に満充電されていない限り、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳのエネルギー単価は、エネルギーバッファ価格を下回ると考えられる。従って、電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳから電池ＥＢにエネルギーを供給し、電池ＥＢの充電を行う。電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳ内で電気エネルギーが不足している時、そのエネルギー単価は非常に高くなり、電池ＥＢに少なくともある程度充電残量がある間はエネルギーバッファ価格より確実に高くなる。この時、電池ＥＢから電気エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳに電気エネルギーが供給される。
【００５９】
エネルギーバッファの例としては、他にも車室温度システムが挙げられる。夏の暑い日、車両がアイドリング中に、運転手が車室温度を、外気温および現在の車室温度を下回る温度に設定する要求を行った場合、機械的に駆動される空調用コンプレッサは、内燃機関が生成した機械的エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、機械的エネルギーを車室の冷房に利用することができる。機械的エネルギーの大半は車両の推進のために消費されるが、下り坂を走行中は車両の推進にそれほど多くの機械的エネルギー量が必要ではないため、下り坂走行中の機械的エネルギー単価は低い。よって、この時には機械的エネルギーに余剰があるため、運転手の要求を若干下回る温度まで車室の温度を下げることができる。このようにして、車室温度システムが冷却エネルギーのバッファリングを行う。
【００６０】
これら異なる例示的構成部品ＩＣＥ，ＭｅＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１，ＥｌＣｏｎｓ，ＥＢの制御、および各構成部品ＩＣＥ，ＭｅＣｏｎｓ，Ｃｏｎｖ１，ＥｌＣｏｎｓ，ＥＢ間でのエネルギー供給がどのように行われるかの制御は、制御ユニットＣＵが行う。
【００６１】
図３は、制御ユニットＣＵが実施する、図１に示すようなハイブリッド車両Ｖにおける、図２に示すようなエネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間のエネルギーフロー管理方法の一実施形態に関する概略ブロック図である。エネルギーシステムＥＳは、複数のエネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳを含み、各エネルギーサブシステム内では、１つの形態のエネルギーが利用される。エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間のエネルギー供給は、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに変換することができるエネルギーコンバータＣｏｎｖ１によって行われ、各エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳ内でのエネルギー貯蔵は、エネルギーバッファＥＢによって可能とされている。
【００６２】
図３に示す実施形態の方法は、予想方法パートＰｒｅｄＭｅと継続方法パートＣｏｎｔＭｅを備え、そのいずれもが制御ユニットによって実行される。予想方法パートＰｒｅｄＭｅは、車両走行ルート情報収集オペレーションｃＲｏＩｎ、部分ルート設定オペレーションＤｅｆｐＲｏ、エンジン消費量計算オペレーションＥｎＣｏおよびエネルギーバッファ価格計算オペレーションｐＥＢを含む。予想方法パートＰｒｅｄＭｅは、車両走行ルート情報収集オペレーションｃＲｏＩｎで、事前に設定された走行ルートに関する車両走行ルート情報ＲｏＩｎを収集することから始まる。事前に設定された走行ルートとしては、事前に設定された任意の適切なルートであってよい。そのような適切なルートとしては、例えば、信頼性の高い車両走行ルート情報が入手可能なルートに基づくものであってよく、また、事前に設定された今後の期間の形で現在の車速を用いて設定されてよく、あるいは、事前に設定された今後の走行距離の形で設定されてもよい。そして、車両走行ルート情報収集オペレーションｃＲｏＩｎによって収集された車両走行ルート情報ＲｏＩｎは、部分ルート設定オペレーションＤｅｆｐＲｏで、複数の次の部分ルートｐＲｏを設定する際に用いられる。部分ルートｐＲｏは主に、事前に設定された走行ルートの地形に基づいて決定される。車両走行ルート情報ＲｏＩｎによって、各部分ルートｐＲｏのエネルギー消費量の計算が可能となり、これらを合計して車両の全走行ルートにわたるエネルギー消費量を求めることもできる。これらは、エンジン消費量計算オペレーションＥｎＣｏで実施される。
【００６３】
エネルギー消費量は、少し例を挙げるだけでも、各部分ルートの地形や制限速度、および建設工事や交通渋滞などのリアルタイムの情報、などの側面に依存する。地形によって、各部分ルートに急な坂があるかどうかや、各部分ルートにエネルギー回生が可能な長い下り坂が含まれるかどうかといったエネルギー消費量に影響する側面が明らかになると考えられる。より正確な車両走行ルート情報ＲｏＩｎが得られればその分、エネルギー消費量の推定精度も向上する。どの情報が、エネルギー消費量の算定に関連するかについては、先行技術に開示されており、それ自体は本発明に包含されない。
【００６４】
そして、推定エネルギー消費量は、次の予想エネルギーバッファ価格計算オペレーションｐＥＢで、エネルギーサブシステムＥｌＥＳＳのすべてのエネルギーバッファＥＢそれぞれの予想エネルギーバッファ価格を計算するために使用される。
【００６５】
次に、各エネルギーバッファＥＢに対して計算された予想エネルギーバッファ価格が、各エネルギーバッファのエネルギーバッファ価格にそれぞれ設定される。設定されたエネルギーバッファ価格は、継続方法パートＣｏｎｔＭｅのエネルギー単価計算オペレーションｐＥＳＳに入力される。
【００６６】
予想方法パートＰｒｅｄＭｅは、制御ユニットＣＵが、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）を有する第２のサンプリング周波数Ｓ２で実行する。
【００６７】
継続方法パートＣｏｎｔＭｅは、エネルギー単価計算オペレーションｐＥＳＳおよびエネルギー分配オペレーションＥｎＤｉｓｔの各ステップを含む。エネルギー単価計算オペレーションｐＥＳＳでは、エネルギーバッファ価格計算オペレーションｐＥＢで求めたエネルギーバッファ価格、および運転手／車両入力情報ＤｒＩｎを使って、各エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳのエネルギー単価を計算する。そして、計算された、各エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳそれぞれの形態のエネルギー単価は、エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間のエネルギー配分決定のために使われる。運転手／車両入力情報ＤｒＩｎは、各エネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳのエネルギー単価計算のために必要な情報を含む。この情報は、運転手が要求する加速、各エネルギーバッファの現在のＳｏＣ、およびパワーステアリング、車両のヘッドライト、空調システムなどの各補助システムが必要とするエネルギー量などの情報を含んでよい。どのような情報が運転手／車両入力情報ＤｒＩｎに含まれるかは、エネルギー単価計算に使用する価格設定方法によって変化する。
【００６８】
そして、エネルギー分配オペレーションＥｎＤｉｓｔで、決定されたエネルギーサブシステム間の配分でのエネルギー分配が行われる。
【００６９】
継続方法パートＣｏｎｔＭｅは、制御ユニットＣＵが、第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）を有する第１のサンプリング周波数Ｓ１で実行する。第１のサンプリング間隔（ｔ＋ｎ）は、第２のサンプリング間隔（ｔ＋ｍ）より短いのが好ましい。
【００７０】
利用できるエネルギーをエネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間でどう配分をするかを、次の部分ルートｐＲｏも考慮して決定することで、利用可能なエネルギーをより効率的にエネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳ間で分配できるばかりでなく、例えば電池などのエネルギーバッファＥＢの最適利用によって、エネルギーの過充填／過引き出しの繰り返しを回避することができる。これにより、エネルギーバッファの長寿命化が可能になる。また、エネルギーバッファの容量を、より効率的かつ最大限に利用することもできる。長い下り坂の運転中に回生ブレーキで電池の充電を行うなど、バッファのエネルギー充填が可能な期間を前もって予想できるため、本来なら望ましくない完全放電も可能になる。ごく近いうちに再充電されることを確認せずに電池を完全放電すれば、例えば、車両の推進に大きなエネルギーが必要になるタイミングで電池容量が少なくなり、エンジン応答が非常に遅くなる可能性がある。
【００７１】
これら全てのオペレーションｃＲｏＩｎ，ＤｅｆｐＲｏ，ＥｎＣｏ，ｐＥＢ，ｐＥＳＳ，ＥｎＤｉｓｔは、制御ユニットＣＵによって実行される。
【００７２】
図４は、車両走行ルートＴｒＲｏを表す曲線の一例を示す高度対距離図である。ｙ軸Ａｌｔが高度を表し、ｘ軸Ｄｉｓｔが距離を表す。従って、図４は、車両走行ルートＴｒＲｏの距離にわたる地形を示す。車両走行ルートＴｒＲｏは、部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４に分割される。各部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４は、主に地形に基づいて設定される。一般に、通常の距離にわたる地形には複数の起伏が含まれる。各部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４は、このような地形に基づいて、長い上り坂の終点に向かう今後のルート、長い下り坂の終点に向かう今後のルートのうちいずれかを含むように設定されるのが好ましい。
【００７３】
なお、図２に示す非常に簡略化された実施形態において概略的に示したエネルギーサブシステムＭｅＥＳＳ，ＥｌＥＳＳは、単にエネルギーサブシステムの２つの例に過ぎない。実際には、１つの車両に非常に多くのエネルギーサブシステムが含まれ、制御ユニットＣＵが実行する本発明の方法を適用することにより、これらエネルギーサブシステム間で相互にエネルギー供給が行われる。
【００７４】
各部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４において、エネルギーサブシステムのエネルギーバッファにエネルギーを充填するかあるいはエネルギーバッファからエネルギーを引き出すかの決定や、そのようなエネルギー充填／引き出しをどのような速度で行うかの決定は、エネルギーバッファ価格に従って行われる。
【００７５】
エネルギーバッファ価格は、各部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４の間に絶えず更新される。ただし、ある部分ルートの間は、制御ユニットＣＵが当該部分ルートの始点で設定した予想エネルギーバッファ価格で原則一定に保たれるのが理想的である。各部分ルートｐＲｏ１，ｐＲｏ２，ｐＲｏ３，ｐＲｏ４においてエネルギーバッファ価格が原則一定であるということは、制御ユニットＣＵが行った一回目の予想エネルギーバッファ価格計算が正しかったいうことを意味する。
【００７６】
本発明は、上述の実施形態や図示の実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、添付の請求の範囲を逸脱しない範囲で、多くの変更や改変が可能であることが理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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