(57)【要約】【課題】ハイブリッド電気車両エネルギー管理装置の提供。【解決手段】ＧＰＳ、慣性航法装置または推測航法装置等の車両位置センサが、既知の第１目的地から第２目的地へ走行する車両の位置データを決定する。位置データは、経路コンピュータ装置により処理され、関連車両運転パターンが記憶装置に記憶される。測定された車両位置を、記憶された運転パターン情報と組み合わせて使用して、第２予想目的地、及び現在位置から第２予想目的地までの予想運転パターンが予測される。目的地または運転パターンの予測は、以前の車両の挙動に基づく尤度に応答して実施することができる。尤度は、時刻、曜日または日付に基づいて決定できる。ハイブリッド電気車両の発電機及びエネルギー蓄積装置は、予想運転パターンに応答して制御され、場合によっては環境センサからの情報に応答して制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
復熱タービン機関の組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法において、
該方法が、熱エネルギーを有効な仕事に変換するように前記復熱タービン機関への燃料の流れを制御するステップを含み、
前記復熱タービン機関の運転の結果として前記熱エネルギーが前記復熱タービン機関の復熱装置に蓄積され、
前記燃料の流れを制御する操作が、前記復熱タービン機関の停止を見込んで行われる、ハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２】
前記燃料の流れを制御する前記操作が、前記燃料の流れを時間をかけて減少させるステップを含む請求項１に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項３】
前記燃料の流れを制御する前記操作が、前記復熱タービン機関の圧縮機によって圧縮された空気を加熱するために前記復熱装置からの熱を使用して前記復熱タービン機関を運転している間、前記燃料の流れを遮断するステップを含む請求項２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４】
前記復熱タービン機関への前記燃料の流れを遮断した後、前記復熱タービン機関を使用して、前記ハイブリッド電気車両のエネルギー蓄積装置を充電する請求項３に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項５】
目的地への到達に伴う前記車両の停止後、前記復熱タービン機関を使用して、前記ハイブリッド電気車両のエネルギー蓄積装置を充電する請求項３に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項６】
前記燃料の流れを制御する操作に、前記車両の目的地への到達が見込まれている請求項１に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項７】
復熱タービン機関の組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法であって、該方法が、
ａ．前記復熱タービン機関の状態を監視するステップと、
ｂ．前記復熱タービン機関への燃料の流れを遮断するステップと、
ｃ．前記タービン機関の運転を再開するために前記復熱タービン機関への前記燃料の流れを再開するステップであって、前記燃料の流れを再開する操作を、前記復熱タービン機関が復熱タービン機関の圧縮機を回転させるために外部エネルギー源を必要とすることなく始動する可能性の少ないことを前記状態が示す前に、開始するステップとを含む方法。
【請求項８】
前記状態が、復熱装置に相互作用するガス流の温度を含む請求項７に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項９】
前記状態が、前記復熱タービン機関の回転速度を含む請求項７に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１０】
前記復熱タービン機関が車両に搭載され、前記復熱タービン機関への燃料の流れを遮断する操作を、前記車両が前記復熱タービン機関からの電力を必要としない運転モードにある場合に実施する請求項７に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１１】
前記燃料の流れを再開する操作の前に前記燃料の流れが遮断されている間、前記復熱タービン機関の軸動力を使用して、ハイブリッド電気車両のエネルギー蓄積装置に蓄積される電気エネルギーを生成する請求項７に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１２】
発電機、エネルギー蓄積装置及び走行用モータの組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法であって、該方法が、
ａ．前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップと、
ｂ．目的地に到達するために前記車両に必要なエネルギーの量に応答するまたは関連する測定値を決定するステップであって、前記測定値が前記目的地に関連して前記車両の前記少なくとも１つの位置に応答するステップと、
ｃ．前記発電機によって生成される電力を、前記測定値に応答して前記目的地への前記車両の到達に先立って、少なくとも減少させるステップと、
ｄ．少なくとも前記エネルギー蓄積装置によって電力の供給される前記走行用モータを使用して、前記目的地への前記車両の走行を継続するステップとを含むハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１３】
前記車両の前記少なくとも１つの位置を、前記車両の車両位置センサを使用して決定する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１４】
前記車両位置センサが、ＧＰＳ航法装置、慣性航法装置、推測航法装置及び地図整合航法装置のうちの少なくとも１つを含む請求項１３に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１５】
前記目的地を、記憶されている前記車両の以前の運転パターンに関連する情報を考慮して、前記少なくとも１つの位置から推定される前記車両の運転パターンに応答して自動的に決定する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１６】
前記測定値が、前記目的地までの予測経路に沿った前記車両の前記目的地までの距離に応答する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１７】
前記測定値が、前記目的地までの予測経路に沿って前記目的地に到達するために必要なエネルギーの予測値に応答する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１８】
前記測定値が、前記目的地までの予測経路に沿った後続する走行における前記車両の前記少なくとも１つの位置に対応する予め記憶された情報に応答する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項１９】
前記予め記憶されている情報が、少なくとも１つの以前の走行中に、前記目的地までの予測経路に沿って前記目的地に到達するために必要としたエネルギーに応答する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２０】
前記予め記憶されている情報が、前記目的地までの予測経路に沿った前記車両の前記少なくとも１つの位置から前記目的地までの、複数の以前の走行の平均に応答する請求項１２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２１】
前記発電機によって生成される電力を少なくとも減少させる操作が、前記発電機への燃料の流れを時間をかけて減少させるステップを含む請求項１８に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２２】
前記発電機によって生成される電力を少なくとも減少させる操作が、前記発電機への燃料の流れを遮断するステップを含む請求項１９に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２３】
前記発電機への前記燃料の流れを遮断した後、前記発電機を使用して電力を生成するステップと、前記エネルギー蓄積装置にエネルギーを蓄積するために前記発電機によって生成される前記電力の少なくとも一部を使用するステップとをさらに含む請求項２２に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項２４】
車両の予想される目的地を決定する方法であって、
ａ．前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップと、
ｂ．前記車両の前記少なくとも１つの位置に応答して、前記車両が既知の第１の目的地から走行中である前記車両の予想される第２の目的地を決定するステップとを含む車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項２５】
前記車両の前記少なくとも１つの位置を、前記車両の車両位置センサを使用して決定する請求項２４に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項２６】
前記車両位置センサが、ＧＰＳ航法装置、慣性航法装置、推測航法装置及び地図整合航法装置のうちの少なくとも１つを含む請求項２５に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項２７】
前記予想される第２の目的地を決定する操作が、
前記車両の以前の運転パターンに関する情報を記憶するステップと、
前記複数の位置と、前記第１の目的地から前記予想される第２の目的地まで走行された前記少なくとも１つの経路の特性を示す前記情報とを比較するステップとを含む請求項２４に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項２８】
前記記憶された情報が、前記第１の目的地に位置している前記車両の、前記第２の目的地に向かって走行する尤度を含む請求項２７に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項２９】
前記尤度が、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンから計算される請求項２８に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３０】
前記尤度が時間の測定値に応答する請求項２８に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３１】
前記時間の測定値が、時刻、曜日若しくは日付のうちのいずれかまたはすべてを含む請求項３０に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３２】
前記記憶された情報が、前記第１の目的地から予想される第２の目的地までの、以前に走行された少なくとも１つの経路の特性を示す情報を含む請求項２７に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３３】
前記記憶された情報から前記予想される第２の目的地を決定する操作が、前記第１の目的地を出発した後の前記車両の複数の位置を記録するステップと、前記第１の目的地から前記予想される第２の目的地まで走行された前記少なくとも１つの経路の特性を示す前記情報を評価するために、前記複数の位置を使用するステップとを含む請求項３２に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３４】
前記記憶された情報が、以前に走行された前記車両の前記少なくとも１つの位置から、予想される第２の目的地まで導く少なくとも１つの経路の特性を示す請求項２７に記載された車両の予想される目的地を決定する方法。
【請求項３５】
ハイブリッド電気車両を制御する方法において、
ａ．前記車両の第１の運転パターンに先立って、または第１の運転パターン中に前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップであって、前記車両の前記第１の運転パターンが、第１の目的地から予想される第２の目的地へ走行する前記車両に結合しているステップと、
ｂ．前記車両の予想される第２の運転パターンを予測するステップであって、前記第２の運転パターンを予測する操作が、前記少なくとも１つの位置または前記車両の前記第１の運転パターンに応答し、前記車両の前記第２の運転パターンが、前記予想される第２の目的地から予想される第３の目的地へ走行する前記車両に結合しているステップと、
ｃ．前記第１の運転パターンの間、前記第２の運転パターンの予測に応答して前記ハイブリッド電気車両を制御するステップとを含む方法。
【請求項３６】
前記車両の前記少なくとも１つの位置を、前記車両の車両位置センサを使用して決定する請求項３５に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項３７】
前記車両位置センサが、ＧＰＳ航法装置、慣性航法装置、推測航法装置及び地図整合航法装置のうちの少なくとも１つを含む請求項３６に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項３８】
前記車両の前記予想される第２の運転パターンを予測する操作が、
前記車両の前記少なくとも１つの位置に応答して前記予想される第２の目的地を予測するステップと、
前記第１の目的地、前記予想される第２の目的地及び／又は前記関連する第１の運転パターンに応答する、前記予想される第２の運転パターンを予測するステップとを含む請求項３５に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項３９】
前記予想される第２の運転パターンを予測する操作が、
前記予想される第３の目的地を予測するステップと、
前記予想される第２の目的地及び前記予想される第３の目的地に応答する、前記予想される第２の運転パターンを予測するステップとを含む請求項３８に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４０】
前記予想される第３の目的地を予測する操作が、前記車両の以前の運転パターンに関する情報を記憶するステップを含む請求項３９に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４１】
前記記憶される情報が、前記第１の目的地に位置する前記車両が最初に前記第２の目的地に向かって走行し、次に前記第３の目的地に向かって走行する尤度を含む請求項４０に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４２】
前記尤度を、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンから計算する請求項４１に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４３】
前記尤度が時間の測定値に応答する請求項４１に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４４】
前記時間の測定値が、時刻、曜日若しくは日付のうちのいずれかまたはすべてを含む請求項４３に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４５】
前記予想される第２の運転パターンを予測する操作が、
前記車両の以前の運転パターンに関する情報を記憶するステップと、
前記記憶される前記車両の前記以前の運転パターンに関する情報と、前記第１の目的地に位置する前記車両が最初に前記第２の目的地に向かって走行し、次に前記第３の目的地に向かって走行する前記尤度を含む前記記憶された情報とを関連付けるステップとを含む請求項４１に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４６】
前記ハイブリッド電気車両を制御する操作が、前記ハイブリッド電気車両の発電機、前記ハイブリッド電気車両のエネルギー蓄積ユニット及び前記ハイブリッド電気車両の電力制御器のうちの少なくとも１つを制御するステップを含む請求項３５に記載されたハイブリッド電気車両を制御する方法。
【請求項４７】
ハイブリッド電気車両において、
ａ．発電機と、
ｂ．エネルギー蓄積装置であって、前記ハイブリッド電気車両が、前記発電機によって生成される電力を選択的に使用して、エネルギーの蓄積される前記エネルギー蓄積装置を充電するようになされたエネルギー蓄積装置と、
ｃ．走行用モータであって、前記ハイブリッド電気車両が、前記発電機によって生成される電力及び／又は前記エネルギー蓄積装置に蓄積されている前記エネルギーの放電による電力を使用して、前記走行用モータを選択的に運転するようになされた走行用モータと、
ｄ．前記ハイブリッド電気車両の少なくとも１つの位置の測定値を生成する車両位置センサと、
ｅ．記憶されているプログラムを実行するようになされたコンピュータと、
ｆ．前記コンピュータに動作結合した記憶装置であって、前記記憶されているプログラムが、前記車両位置センサからの対応する予め生成された情報に基づいて、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンに関連する情報を前記記憶装置に記録するようになされ、且つ、前記記憶されているプログラムが、前記少なくとも１つの位置の測定値を、前記車両の以前の運転パターンに関連する前記情報を考慮して評価するようになされた記憶装置とを含むハイブリッド電気車両。
【請求項４８】
前記記憶されているプログラムが、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンに関連する前記情報を考慮して、前記少なくとも１つの位置の測定値の評価に応答して、予想される第２の目的地を既知の第１の目的地から予測するようになっている請求項４７に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項４９】
前記記憶されているプログラムが、前記予想される第２の目的地に関連して、前記少なくとも１つの位置の測定値に応答して、前記発電機、前記エネルギー蓄積装置及び／又は前記発電機と、前記エネルギー蓄積装置との間の電力の流れを制御するようになっている請求項４８に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項５０】
前記記憶されているプログラムが、前記少なくとも１つの位置の測定値及び前記記憶装置に記憶されている前記車両の前記少なくとも１つの以前の運転パターンに応答して、前記少なくとも１つの位置の測定値に対応する少なくとも１つの位置から、前記予想される第２の目的地を導く、予想される経路を決定するようになっている請求項４８に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項５１】
前記記憶されているプログラムが、前記記憶装置に記憶されている、前記予想される経路に関連する情報に応答して、前記発電機、前記エネルギー蓄積装置及び／又は前記発電機と、前記エネルギー蓄積装置との間の電力の流れを制御するようになっている請求項５０に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項５２】
前記記憶されているプログラムが、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンに関連する前記情報を考慮した前記少なくとも１つの位置の測定値の評価に応答して、予想される第３の目的地を既知の第１の目的地から予測し、且つ、
前記記憶されているプログラムが、前記記憶装置に記憶されている、前記予想される第２の目的地と前記予想される第３の目的地との間の予想される経路に関連する情報に応答して、前記第１の目的地と前記予想される第２の目的地との間の全経路に渡って、前記発電機、前記エネルギー蓄積装置及び／又は前記発電機と、前記エネルギー蓄積装置との間の電力の流れを制御するようになっている請求項４８に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項５３】
少なくとも１つの環境センサをさらに含み、前記記憶されているプログラムが、さらに、前記少なくとも１つの環境センサからの情報に応答して、前記第１の目的地と、前記予想される第２の目的地との間の全経路に渡って、前記発電機、前記エネルギー蓄積装置及び／又は前記発電機と、前記エネルギー蓄積装置との間の電力の流れを制御するようになっている請求項４８に記載されたハイブリッド電気車両。
【請求項５４】
前記コンピュータに動作結合した地図データベースをさらに含み、前記地図データベースが、前記車両の運転される道路系統に関する情報を提供し、その情報を使用して、前記少なくとも１つの以前の運転パターンに関連する前記情報が構築されるようになっている請求項４７に記載されたハイブリッド電気車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気車両を制御する方法、車両の予想される目的地の決定方法およびハイブリッド電気車両に関するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明の一観点によれば、本発明は、復熱タービン機関の組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法において、該方法が、熱エネルギーを有効な仕事に変換するように前記復熱タービン機関への燃料の流れを制御するステップを含み、前記復熱タービン機関の運転の結果として前記熱エネルギーが前記復熱タービン機関の復熱装置に蓄積され、前記燃料の流れを制御する操作が、前記復熱タービン機関の停止が見込んで行われる、ハイブリッド電気車両を制御する方法を提供する。
【０００３】
また、本発明は、復熱タービン機関の組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法であって、該方法が、
ａ．前記復熱タービン機関の状態を監視するステップと、
ｂ．前記復熱タービン機関への燃料の流れを遮断するステップと、
ｃ．前記タービン機関の運転を再開するために前記復熱タービン機関への前記燃料の流れを再開するステップであって、前記燃料の流れを再開する操作を、前記復熱タービン機関が復熱タービン機関の圧縮機を回転させるために外部エネルギー源を必要とすることなく始動する可能性の少ないことを前記状態が示す前に、開始するステップとを含む方法を提供する。
【０００４】
さらに本発明は、発電機、エネルギー蓄積装置及び走行用モータの組み込まれたハイブリッド電気車両を制御する方法であって、該方法が、
ａ．前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップと、
ｂ．目的地に到達するために前記車両に必要なエネルギーの量に応答するまたは関連する測定値を決定するステップであって、前記測定値が前記目的地に関連して前記車両の前記少なくとも１つの位置に応答するステップと、
ｃ．前記発電機によって生成される電力を、前記測定値に応答して前記目的地への前記車両の到達に先立って、少なくとも減少させるステップと、
ｄ．少なくとも前記エネルギー蓄積装置によって電力の供給される前記走行用モータを使用して、前記目的地への前記車両の走行を継続するステップとを含むハイブリッド電気車両を制御する方法を提供する。
【０００５】
さらに本発明は、車両の予想される目的地を決定する方法であって、
ａ．前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップと、
ｂ．前記車両の前記少なくとも１つの位置に応答して、前記車両が既知の第１の目的地から走行中である前記車両の予想される第２の目的地を決定するステップとを含む車両の予想される目的地を決定する方法を提供する。
【０００６】
さらに本発明は、ハイブリッド電気車両を制御する方法において、
ａ．前記車両の第１の運転パターンに先立って、または第１の運転パターン中に前記車両の少なくとも１つの位置を決定するステップであって、前記車両の前記第１の運転パターンが、第１の目的地から予想される第２の目的地へ走行する前記車両に結合しているステップと、
ｂ．前記車両の予想される第２の運転パターンを予測するステップであって、前記第２の運転パターンを予測する操作が、前記少なくとも１つの位置または前記車両の前記第１の運転パターンに応答し、前記車両の前記第２の運転パターンが、前記予想される第２の目的地から予想される第３の目的地へ走行する前記車両に結合しているステップと、
ｃ．前記第１の運転パターンの間、前記第２の運転パターンの予測に応答して前記ハイブリッド電気車両を制御するステップとを含む方法を提供する。
【０００７】
本発明の別の観点によれば、本発明は、ハイブリッド電気車両において、
ａ．発電機と、
ｂ．エネルギー蓄積装置であって、前記ハイブリッド電気車両が、前記発電機によって生成される電力を選択的に使用して、エネルギーの蓄積される前記エネルギー蓄積装置を充電するようになされたエネルギー蓄積装置と、
ｃ．走行用モータであって、前記ハイブリッド電気車両が、前記発電機によって生成される電力及び／又は前記エネルギー蓄積装置に蓄積されている前記エネルギーの放電による電力を使用して、前記走行用モータを選択的に運転するようになされた走行用モータと、
ｄ．前記ハイブリッド電気車両の少なくとも１つの位置の測定値を生成する車両位置センサと、
ｅ．記憶されているプログラムを実行するようになされたコンピュータと、
ｆ．前記コンピュータに動作結合した記憶装置であって、前記記憶されているプログラムが、前記車両位置センサからの対応する予め生成された情報に基づいて、前記車両の少なくとも１つの以前の運転パターンに関連する情報を前記記憶装置に記録するようになされ、且つ、前記記憶されているプログラムが、前記少なくとも１つの位置の測定値を、前記車両の以前の運転パターンに関連する前記情報を考慮して評価するようになされた記憶装置とを含むハイブリッド電気車両を提供する。
【実施例】
【０００８】
図１を参照すると、エネルギー管理装置１０は、ハイブリッド車両装置１２を制御し、それにより車両１４の関連する運転パターンの自動認識に応答して車両の運転効率を改善するようになされている。
【０００９】
ハイブリッド車両装置１２には、電力制御器１８を介して走行用モータ２０またはエネルギー蓄積装置２２に結合される、電力を生成するための発電機１６が利用されている。また、電力制御器１８は、必要に応じてエネルギー蓄積装置２２から走行用モータ２０に電力を供給している。車両１４は、車両１４の最終駆動装置２４、たとえば差動装置及び関連する駆動車輪を介して、走行用モータ２０からの軸動力２３によって駆動されている。あるいは、走行用モータ２０を、複数のインホイールまたはハブ走行用モータ２０として組み込み、２つ又は４つの駆動車輪の各々に個別に動力を供給することも可能である。さらに別法として、１つの走行用モータ２０を使用して、差動装置を介して一対の駆動車輪に動力を供給し、且つ、一対のインホイールまたはハブ走行用モータ２０を使用して、関連するもう１つの対の駆動車輪に動力を供給することも可能である。たとえば、一実施例では、発電機１６は、電力２７を生成するために発電機（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）または交流発電機（ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）２６に結合される、機械動力を生成する熱機関を含む原動機１６’を含んでいる。原動機１６’は、任意の様々な熱力学的サイクル、たとえばオットー・サイクル、ディーゼル・サイクル、スターリング・サイクル、ブレイトン・サイクルまたはランキン・サイクルに従って運転することができる。他の実施例では、発電機１６は、電力２７を直接生成する燃料電池１６”を含む。燃料電池１６”の出力は、電力変換器２６’によって、走行用モータ２０またはエネルギー蓄積装置２２による使用に適した形態に変換できる。通常、発電機１６は、燃料２８源及び空気３０源から電力を生成しており、燃料２８及び空気３０を燃焼または反応させることによって、発電のためのエネルギー及び付随する排気３２の流れを生成している。発電機１６は、流入する燃料２８及び空気３０の流れを制御し、且つ、関連する点火装置３６を制御することのできる発電機制御器３４によって制御されている。さらに、発電機制御器３４は、燃料２８、空気３０及び点火装置３６の適切な制御と共に、原動機１６’を含む発電機１６と相俟って始動機制御装置３８に動作結合されている。この始動機制御装置３８は、発電機または交流発電機２６へエネルギー蓄積装置２２からの電力を導くべく電力制御器１８を制御しており、発電機または交流発電機２６は、発電機１６を起動させるべく電動機として動作する。また、発電機制御器３４は、発電機の電力出力、運転効率またはその放出を制御するために、運転状態の測定値４０（たとえばＲＰＭ、温度、圧力）に応答して、燃料２８、空気３０及び点火装置３６を制御している。
【００１０】
また、車両１４には、関連する地図データベース４４と協同し、且つ、車両速度または距離センサ４６と協同することのできる車両位置センサ４２が組み込まれており、それにより車両１４がその移動している道路に対する車両１４の位置の測定値を提供することができる。たとえば、車両位置センサ４２は、外部の信号から車両１４の位置を決定するＧＰＳレシーバ若しくは他のナビゲーション装置、または他の種類の内臓ナビゲーション装置、たとえば磁束（フラックス・ゲート）コンパスなどの電子コンパスからの方位と組み合わせた差動走行距離計を使用した装置、あるいは慣性ナビゲーション装置を含むことができる。さらに、車両位置センサ４２は、任意の特定の起点、たとえば自宅、勤め先、または地理上の基準点、たとえば北極若しくは南極、赤道及び子午線、たとえばグリニジ子午線に対する車両位置の測定値を提供することができる。たとえばＧＰＳレシーバは、通常、世界測地測量（ＷＧＳ）に基づく位置座標を提供している。また、車両位置センサ４２は、車両位置の予測を改善するために、関連する地図整合アルゴリズムを備えた道路地図データを利用することも可能であり、車両１４が道路上に位置していることを条件として、車両位置センサ４２からの位置測値と近くの道路の位置とを組み合わせることによって車両位置の予測が改善される。
【００１１】
地図データベース４４は、地形地図に基づいて、既存の民間及び国の資料から作成することができ、たとえば、特定の経路、詳細には目的地の分かっている未走行の経路のエネルギー要求を決定するために、緯度、経度及び高度を座標とした道路の位置を提供することができる。電子地図は広く知られており、既存の車両航法装置に使用されている。
【００１２】
エネルギー管理装置１０は、さらに、車両位置センサ４２及び地図データベース４４からデータを受け取る経路コンピュータ装置４８を含む。この経路コンピュータ装置４８は、装置自体に車両運転パターンを記録する記憶装置５０が組み込まれているか、或いは記憶装置５０に動作結合されている。経路コンピュータ装置４８は、車両１４の位置及び最新の走行に結合した現行車両運転パターンに応答して、現行運転パターンと記憶装置５０に記憶されている以前の運転パターンとを比較することによって、車両１４の最終目的地の予測を試行する。目的地を予測することができる場合、残りの走行に結合したエネルギー要求及び他の要求事項に従ってハイブリッド車両装置１２を制御する。より詳細には、経路コンピュータ装置４８は、操作者による車両１４の速度制御及び制動制御を条件とした、目的地または複数の目的地への到達のための燃料消費の最少化などの特定の目標を達成し、または目標を設定するために、発電機１６の電力発電及びエネルギー蓄積装置２２への電力移送、またはエネルギー蓄積装置２２からの電力移送を制御している。
【００１３】
発電機１６、エネルギー蓄積装置２２及び走行用モータ２０は、経路コンピュータ装置４８及び運転者６０．１からの対応信号に応答して、それぞれ発電機制御器３４、電力制御器１８及び走行用モータ制御器５２によって制御されている。より詳細には、走行用モータ制御器５２は、運転者６０．１によって操作される加速ペダルからの信号に応答して、走行用モータ２０から車両最終駆動装置２４へ出力される動力の量を制御し、発電機１６、電力制御器１８及びエネルギー蓄積装置２２は、走行用モータ２０からの電力要求に応答して、かつ、経路コンピュータ装置４８による関連する経路依存エネルギー管理に応答して、経路コンピュータ装置４８によって制御されている。また、発電機制御器３４、電力制御器１８及び走行用モータ制御器５２は、経路コンピュータ装置４８に情報を提供するように適合させることも可能である。たとえば、電力制御器１８は、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されており、特定の総合制御戦略を決定する際に経路コンピュータ装置４８によって使用されるエネルギー量に関する情報を提供することができる。
【００１４】
発電機若しくは交流発電機２６によって生成される、走行用モータ２０が車両１４を駆動するために必要としない電力、または走行用モータ２０の回生制動によって生成される電力は、エネルギー蓄積装置２２に蓄積することができる。たとえば、発電機または交流発電機２６によって電力２７を生成する必要がある場合、一般的に比較的高い電力動作点に対応する最大効率で関連する発電機１６を運転することが有利であり、それにより、発電機または交流発電機２６によって、最終駆動装置２４が車両１４を駆動するために必要な電力より多くの電力を生成することができる。たとえば、内燃機関原動機１６’は、通常、関連するポンプ損失が最少化されるワイド・オープン・スロットルにおける最大制動比燃料消費で運転することができる。
【００１５】
エネルギー蓄積装置２２は、たとえばバッテリ２２．１、ウルトラコンデンサまたは、はずみ車（たとえば、関連する電動機／発電機と協同するはずみ車）を含むことができる。バッテリ２２．１エネルギー蓄積装置２２の場合、エネルギー管理装置１０により、従来のハイブリッド車両装置によって提供される充電状態より高い充電状態が可能になるため、車両使用パターンにより良好に適応することができる。たとえば充電速度、容量、許容放電サイクル数、コストなどのバッテリ２２．１の特性は、特定の車両設計によって決まり、総合装置制御戦略を決定する際に経路コンピュータ装置４８によって考慮される。通常、バッテリ２２．１は、その蓄積容量がより大きく、蓄積されているエネルギーを使用して、発電機１６の起動を必要とすることなく、より長期間に渡って運転することができるため、改良された装置性能が提供される。エネルギー蓄積装置２２は、車両１４の運転中における発電機１６を使用した充電の代替として、たとえば車両１４が駐車している間、配電網に結合された固定電源に差し込むことによって固定電力源５４から充電することができ、そのため、燃料消費及び発電機１６によって生成される放出が低減される。また、固定電力源５４からの電力２７のコストが、使用可能な電力２７に相当する量の電力を発電機１６の使用により生成する場合のコストより安価であれば、関連する総運転コストを削減できる。
【００１６】
エネルギー管理装置１０は、さらに、総合制御戦略に影響を及ぼす環境情報を提供するための、たとえば圧力センサまたは温度センサなどの１つ又は複数の環境センサ５６を含むことができる。たとえば、バッテリ２２．１エネルギー蓄積装置２２の蓄積特性は周囲温度に影響され、内燃機関すなわちタービン原動機１６’の運転特性は、大気圧から知覚される高度に影響される。さらに、車両１４の前面の動圧を測定するための環境センサ５６を提供し、風速の測定値を決定することも可能である。経路コンピュータ装置４８は、この風速の測定値を、特定の目的地に到達するために必要なエネルギーを決定する際の要素として使用できる。
【００１７】
さらに、エネルギー管理装置１０は、外部の道路または環境情報装置５８からの情報、たとえば、交通渋滞若しくは道路閉鎖に関する情報を提供することのできる外部交通制御情報装置などからの情報を利用できる。それらの情報は、総合制御戦略を計算するための予測運転パターンを決定する際に、使用すべき代替経路を選択するために経路コンピュータ装置４８が使用できる。さらに、道路または環境情報装置５８は、特定の目的地に到達するために必要なエネルギーを決定する際の要素として経路コンピュータ装置４８が使用することのできる風または降水状況などの気象情報を提供することができる。
【００１８】
操作者６０、たとえば運転者６０．１は、操作者インタフェース６２を介して経路コンピュータ装置４８に作用（インタフェース）し、たとえば車両１４の従来のスロットル・ペダル及びブレーキ・ペダルを使用して「スロットル」及び「制動」コマンドなどの入力を提供し、或いは１つ又は複数のスイッチ、タッチ・パッド、キーボード若しくはタッチ・スクリーンを介して入力を提供している。また、操作者インタフェース６２は、たとえば計器板を介して聴覚情報または視覚情報を生成するようになされている。たとえば、経路コンピュータ装置４８は、特定の運転パターンを認識すると、予測した目的地を操作者６０に表示することができ、それにより操作者は、口頭コマンドを介してではなく、スイッチを押すことによって確認を提供できる。もう１つの実施例として、操作者６０は、意図する目的地を示す口頭コマンドを提供することができ、経路コンピュータ装置４８は、使用すべき最も見込みのある目的地としてこの口頭コマンドを使用して総合制御戦略を計算することができる。典型的な運転時間、距離、使用するエネルギー等を情報として操作者６０に提供することができ、また、操作者６０は、意思を示し、または意思を確認するために経路コンピュータ装置４８と通信できるため、それにより車両１４の総合エネルギー効率が改善される。
【００１９】
エネルギー管理装置１０は、操作者６０からの明確な入力がなくても自動的に動作する。他方、操作者インタフェース６２は、入力がないと経路コンピュータ装置４８により自動的に探知する必要のある、操作者６０からの入力を提供し、或いは操作者６０による燃料効率若しくは総合的な経済性のより良好な最適化を可能にするために他の入力を提供するように適合させることができる。たとえば操作者６０が目的地を予めプログラムし、または特定の目的地に到着した際に、操作者が設定または記録することができる。或いは、経路コンピュータ装置４８は、特定の目的地への到達が所定の回数だけ出現した後にその特定の目的地位置を自動的に記録することができる。この所定の回数は、操作者６０が設定できる。また、操作者６０は、特定の走行に対する運転パターン・データの記録を開始し、且つ、関連する目的地に到達すると記録を停止することができ、それによりエネルギー使用量を決定するための基礎データを確立できる。これは、たとえば自宅と勤め先との間の走行など、特定の経路が反復して使用される日常的な走行の場合にとりわけ有利である。しかしながら、通常、エネルギー管理装置１０は、予想される車両１４の目的地を確率及び過去の運転パターンとの相関に基づいて予測し、且つ、時刻、曜日、日付、搭乗者数などの他の情報を考慮することにより、操作者６０に意図する目的地または運転経路を経路コンピュータ装置４８に通信させることなく自動的に動作する。
【００２０】
また、エネルギー蓄積装置２２を充電するための固定電力源５４の使用と共に、操作者６０は、操作者インタフェース６２（たとえばキーパッド）を使用して、固定電力源５４からの電力の価格を経路コンピュータ装置４８に入力でき、或いは入力電力２７上で変調された情報として、固定電力源５４からの電力価格を経路コンピュータ装置４８に自動的に通信できる。したがって、経路コンピュータ装置４８は、可能である場合、固定電力源５４からの電力２７を使用した方がより経済的である、燃料２８の最低閾値価格を操作者６０に助言することができる。
【００２１】
エネルギー管理装置１０は、様々なハイブリッド車両構造で動作するように適合させることができる。たとえば、エネルギー管理装置１０は、前記で説明した一連のハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）構造に適しており、車両１４を駆動するためのすべての牽引力は、発電機１６またはエネルギー蓄積装置２２のいずれか、或いは発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２の両方によって同時に電力が供給される走行用モータ２０によって生成される軸動力２３．１によるものである。別法としては、エネルギー管理装置１０は、並列ＨＥＶ構造で動作するように適合させることも可能であり、車両１４を駆動するための牽引力は、走行用モータ２０によって生成される軸動力２３．１と、発電機１６によって生成され、最終駆動装置２４に結合される軸動力２３．２とを結合することによって生成される。たとえば、単一の走行用モータ２０または一対の走行用モータ２０によって車両１４の前輪が駆動され、内燃機関（たとえばディーゼル機関）、発電機１６によって、差動装置を介して後輪が駆動される。また、エネルギー管理装置１０は、充電持続構造若しくは充電消耗構造などの他のＨＥＶ構造、または動力分轄駆動列の組み込まれたＨＥＶ装置で動作するように適合させることも可能である。
【００２２】
図２を参照すると、発電機１６．１として復熱タービン機関６４の組み込まれたハイブリッド車両装置１２．１が示されている。圧縮機６６によって圧縮された空気３０が復熱装置６８の第１の流路６８．１を通って流れ、復熱装置６８の第２の流路６８．２を通って流れる排気３２から抽出される熱７０を使用して圧縮空気流が加熱される。復熱装置６８の第１の流路６８．１及び第２の流路６８．２は、それらの間で熱交換するようになされているが、互いに分離することも可能である。加熱された圧縮空気３０．２は燃焼室７２に流入し、燃焼室７２で、燃料制御器７４に応答して燃焼室７２に噴射される燃料２８と混合される。この加熱圧縮空気３０．２を燃焼させることにより、比較的温度の高い高温排気３２．１が生成され、この高温排気３２．１を使用してタービン７６が駆動され、それにより圧縮機６６の駆動に使用される軸動力２３が生成される。また、タービン７６は、タービン７６に動作結合されている発電機若しくは交流発電機２６を、図に示すとおり直接駆動し、または歯車減速アセンブリを介して駆動している。たとえば、一実施例では、タービン７６によって１２０，０００ＲＰＭを超える速度で４極電気交流発電機２６．１が直接駆動されている。復熱装置６８は、タービン７６から排出される比較的温度の高い高温排気３２．１の熱７０を、圧縮機６６から排出される圧縮空気３０．１へ伝達している。燃焼室７２の燃焼は、燃焼室７２と動作結合している点火装置３６．１を使用して起動される。燃料制御器７４及び点火装置３６．１は、発電機制御器３４に動作結合されており、それらの信号に応答して制御されている。また、発電機制御器３４は、通常、復熱タービン機関６４からの、出力軸速度、入口空気温度、圧縮空気温度及び／又は排気温度などの信号を監視し、且つ、使用して、燃料制御器に対する適切な関連制御信号を直接決定し、或いは関連する経路コンピュータ装置４８からの信号に応答して決定している。たとえば、タービン機関の性能は、通常、周囲の空気の温度が低いほど向上するため、周囲の空気温度の測定値を使用することにより、ハイブリッド車両装置１２．１における復熱タービン機関６４の使用及び運転を最適化することができる。
【００２３】
復熱装置６８は、復熱タービン機関６４が動作している間、実質的な量の熱エネルギーを蓄積することができ、燃料２８の流れを遮断するか、または少なくすることにより、目的地に到達する前に、蓄積した熱エネルギーの少なくとも一部を回収できる。そのため、復熱装置６８に蓄積された熱エネルギーによって圧縮空気３０．１が十分に加熱され、それによりタービン７６から連続的に動力が抽出される。生成のために燃料を使用する必要がなく、ただ失われるだけのこの動力を使用して、バッテリ２２．１にエネルギーを蓄積すること、または走行用モータ２０を駆動することができる。復熱タービン機関６４は、燃料の流れを少なくし、且つ、出力を調整して、復熱装置６８から潜在熱エネルギーをより効率的に回収することにより、より効率的にエネルギーを生成できる。たとえば、運転中の復熱タービン機関６４は、機関の空運転（アイドリング）状態に先立つ低燃料流量及び低出力の条件の下で、一定の出力で３２パーセントの熱効率を提供することができ、他方では、３４〜３５パーセントの熱効率の潜在熱回収が提供される。したがって、経路コンピュータ装置４８が車両の目的地を予測し、且つ、その目的地に対する車両の位置を決定することができる場合、目的地に到達するはるかに前に、バッテリ２２．１に蓄積するか、または車両１４の駆動に使用する電気エネルギーとして、復熱装置６８から熱エネルギーを回収するために、復熱タービン機関６４への燃料２８の流れを遮断し、少なくし、または徐々に少なくすることができる。さらに、復熱装置６８に蓄積されている残留熱エネルギーにより、発電機１６を必要としない場合、たとえば１０〜６０秒間、一時的に燃料２８を遮断することができる。一時的に燃料２８を遮断した後、復熱タービン機関６４への燃料２８の流れを単純に再開することにより、始動機制御装置３８による再始動を必要とすることなく復熱タービン機関６４を再始動できる。そのため、復熱装置６８から排出される加熱圧縮空気３０．２によって、燃料２８が遮断されている期間においても、復熱タービン機関６４の運転を継続するだけの十分なエネルギーが提供される。
【００２４】
図３を参照すると、発電機１６．２として内燃機関７８の組み込まれたハイブリッド車両装置１２．２が示されている。通常、発電機または交流発電機２６は、それ以外の場合に必要となる発電機または交流発電機２６より比較的小型の発電機または交流発電機２６を提供するために、内燃機関７８より速く発電機または交流発電機２６が回転するようになされた関連する歯車列８０を介して駆動されている。空気３０は、関連する機関機構８６（たとえばピストン、接続ロッド、クランク軸、カム軸及び弁機構組立体）の運動に応答して、入口マニホルド８２を介して燃焼室８４に引き込まれている。空気３０の流れはスロットル組立体によって制御されており、スロットル組立体の位置は、関連する発電機制御器３４からの信号に応答してスロットル制御器８８によって制御できる。或いは、常にワイド・オープン・スロットル（ＷＯＴ）状態で内燃機関８０が運転される装置の場合、関連する機関ポンプ損失を最少化するためにスロットル組立体を省略することができる。自然吸気機関の場合、空気３０は、機関機構８６の動作に厳密に応答してポンプ供給される。或いは、補助ポンプ力を提供するために、スーパチャージャまたはターボチャージャのいずれかを内燃機関８０に組み込むことができる。空気３０は、発電機制御器３４からの信号に応答して、燃料制御器９０の制御の下に入口マニホルド８２中に噴射される燃料２８に結合される。空気３０及び燃料２８は、燃焼室８４で、オットー・サイクルに従った運転の場合は火花点火装置３６．２による繰返し点火に応答して、また、ディーゼル・サイクルに従った運転の場合は圧縮による繰返し点火に応答して燃焼される。燃焼によって生じる排気３２の一部は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁９２を介して入口マニホルド８２へ帰還させることができる。また、発電機制御器３４は、通常、内燃機関８０からの、クランク軸速度（機関ＲＰＭ）、入口空気温度及び／又は入口空気流などの信号を監視し、且つ、使用して、燃料制御器に対する適切な関連制御信号を直接決定し、或いは関連する経路コンピュータ装置４８からの信号に応答して決定している。通常、燃料、早めの点火及び排気ガス再循環は、内燃機関８０の運転を、たとえば排気３２中に生成される関連する放出量の制約を条件とした燃料消費の最少化を目的として制御するための制御信号として使用できる。
【００２５】
通常、ハイブリッド車両装置１２は、車両１４の運転される特定の運転サイクルに関係なく、放出の制約を条件として燃料消費を最適化するために選択することのできる運転モードを発電機１６に提供することにより、燃料消費が少なく、且つ、放出が改善された運転を提供している。この場合、関連するエネルギー蓄積装置２２によって、発電機１６が実際に生成する電力と、車両１４を実際に駆動するために必要な電力の量との間の差を調節できる。例えば、発電機１６がワイド・オープン・スロットル状態で最も効率的に動作する内燃機関８０の場合、発電機１６の出力レベルが車両１４の駆動に必要な出力レベルより大きい運転状態の下では、発電機１６の超過電力をエネルギー蓄積装置２２に蓄積する。或いはエネルギー蓄積装置２２にエネルギーが十分に蓄積されている場合、発電機１６を運転することなく、エネルギー蓄積装置２２からのエネルギーのみで車両１４を運転できる。発電機１６を使用して生成することのできる電力より多くの電力を必要とする運転状態の下では、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーと、必要に応じて、発電機１６の生成する電力とを使用して車両１４を運転できる。したがって、ハイブリッド車両装置１２を制御するためには、発電機１６を運転するか否か、また、発電機１６を運転する場合、どのような状態で運転するかを決定する。また、エネルギー蓄積装置２２にエネルギーを蓄積するか、またはエネルギー蓄積装置２２からのエネルギーを利用するかどうかを決定する必要があり、とりわけバッテリ２２．１の場合、エネルギー蓄積装置２２の目標充電状態を決定しなければならない。特定の制御戦略の性質は、様々な要素によって決まる。たとえば、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーのみで達成することのできる比較的短い走行の場合、発電機１６を運転することなく、蓄積されているエネルギーのみで運転することが有利である。１つの目的地におけるバッテリ２２．１の最適充電状態は、予想される次の目的地によって決まる。たとえば、固定電力源５４からの電力コストの方が、発電機１６を使用して匹敵する量の電力を生成するコストより安価であり、且つ、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーを使用して第１の目的地と第２の目的地との間の往復走行を達成できる場合、たとえ第２の目的地に到達する際のバッテリ２２．１の充電状態が、他の何らかの状態で車両１４を運転した場合に得られるであろう望ましい充電状態より低い場合であっても、発電機１６を起動することなく車両１４を運転することが最良である。また、復熱タービン機関６４が組み込まれたハイブリッド車両装置１２．１の場合、復熱タービン機関６４が動作している運転状態の下では、復熱装置６８に蓄積されている熱エネルギーを抽出できるように、目的地に到達する前に復熱タービン機関６４を制御できることが有利である。したがって、車両の特定の運転パターンを予測できる場合、ハイブリッド車両装置１２の動作を改善することができる。
【００２６】
この車両の特定の運転パターンの予測は、図１に一括して示すエネルギー管理装置１０を使用することによって可能である。エネルギー管理装置１０は、１）車両位置センサ４２及び関連する地図データベース４４を使用して車両１４の位置を監視し、２）目的地を予測することができるように、車両１４の特定の運転パターンと記憶されている運転パターンとが整合していることを確定し、且つ、３）目的地を予測することができる場合、特定の運転パターンに結合したエネルギーまたは電力要求事項を予測し、且つ、特定の運転パターンに応答して、発電機１６、電力制御器１８、走行用モータ２０及びエネルギー蓄積装置２２に対する関連する制御戦略を決定する。
【００２７】
図４を参照すると、地図１００の一部が示されており、それは、車両１４の位置を監視し、車両１４の関連する運転パターンを記憶し、且つ、車両１４の特定の運転パターンと記憶されている運転パターンとが対応するかどうかを確定する動作に結合した様々な観点及び用語を説明するために使用される。地図１００には、一連の位置セル１０６、（ｉ、ｊ）を規定する経度１０２：ｉ及び緯度１０４：ｊ座標の格子が重なっている。地図１００には、関連する交差道路（１０８．１、１０８．３）、（１０８．１、１０８．２）、（１０８．２、１０８．３）の関連するノード（節点）１０６における複数の交差点１１０：１１０．１、１１０．２、１１０．３で互いに交差している複数の道路１０８：１０８．１、１０８．２、１０８．３が含まれている。道路１０８：１０８．１、１０８．２、１０８．３は、複数のノード１１２からなる離散的表現として記憶装置に記憶されており、隣接するノード１１２間の任意の点における道路１０８の位置は、それらの間の補間、たとえば一次補間、二次補間若しくは三次補間、または他の何らかの補間方法によって見出すことができる。所定の目的地基準を満足する位置、たとえば車両１４が過去の運転の間に十分な回数だけ停止した位置、または操作者６０によって明確に選択された位置若しくは経路コンピュータ装置４８に入力された位置を示す複数の目的地１１４：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが示されている。図４には、関連する近くの道路１０８：１０８．３及び１０８．１の対応するノード１１２に一致する目的地として、目的地１１４：Ｂ及びＤの２つが示されており、また、関連する近くの道路１０８：１０８．１及び１０８．２に沿ったノード１１２間に位置する目的地として、目的地１１４：Ａ及びＣの２つが示されている。互いに十分に接近している目的地は、目的地サークル（円環）１１６と呼ばれているサークルの中にまとめてグループ化されており、目的地サークル１１６のサイズは、目的地サークル１１６への車両の通行に必要なエネルギーが閾値未満であり、且つ、所与の目的地サークル１１６に関連する位置が、たとえば近くの道路１０８に沿った目的地サークル１１６の中心に最も近い位置になるようになされている。したがって、運転パターンの予測及び関連するエネルギー要求事項に応答したエネルギー管理装置１０によるハイブリッド車両装置１２の制御により利益を得るための、車両１４の特定の運転パターンの予測に必要な位置の数が減少し、関連する計算負荷が軽減される。目的地サークル１１６は、発電機１６の予定停止を自動的に実施するために使用される関連するエネルギー計算に実質的に影響を及ぼすことはない。図４には３つの目的地サークル１１６：１１６．１、１１６．２、１１６．３が示されており、第１の目的地サークル１１６．１には目的地Ａ及びＤが含まれ、第２の目的地サークル１１６．２及び第３の目的地サークル１１６．３には目的地Ｂ及びＣがそれぞれ含まれている。たとえば、目的地サークル１１６は、所与の距離、たとえば約８００ｍ（半マイル）の範囲内に互いに存在する比較的密にグループ化された目的地１１４であるか、または関連する平均目的地から約４５０ｍ（１，５００フィート）である。たとえば、比較的接近した異なる店舗を有するショッピング・センタは目的地サークル１１６として示され、その位置を使用して特定の目的地１１４の各々、たとえばその目的地サークル内に含まれている店舗の各々の位置が示される。異なる目的地１１４または目的地１１４の組は、関連する目的地サークル１１６の半径で示される異なる関連位置誤差許容度を有している。たとえば、「自宅」などの主要目的地１１４は、約６０ｍ（２００フィート）の位置誤差許容度を有している。経路コンピュータ装置４８は、近接する目的地１１４を対応する１つの目的地サークル１１６内に自動的に集めることができる。
【００２８】
地図データベース４４は、さらに、道路１０８のノード１１２の各々と結合した高度１１８などの地形情報を含むことができ、その情報から、地図１００の道路１０８に沿った異なる位置毎に関連する位置エネルギー差を計算できる。
【００２９】
図４には、第１の目的地１１４．１：Ａを出発し、現在、第１の道路１０８．１に沿って北東方向に第２の交差点１１０．２に向かって走行中の車両１４が示されており、この車の経路は、第１の道路１０８．１から、第１の交差点１１０．１で右折して第３の道路１０８．３に入り、第２の目的地１１４．２：Ｂに到る。車両１４が走行中の経路は、道路１０８の他の部分の線より太い線で示されている。図４に示す目的地１１４及び関連する目的地サークル１１６、及び関連する運転パターンに関する関連情報は、経路コンピュータ装置４８に結合している記憶装置５０に記憶されている。たとえば、経路コンピュータ装置４８は、図４に示す車両１４の現在位置で、第１の道路１０８．１に沿って前方を探索して交差点１１０．２を見出し、現在位置から到達することのできる可能目的地として目的地Ｂ及びＣを示すことができる。したがって経路コンピュータ装置４８は、目的地に到達するために必要な最大エネルギー量が、目的地Ｂまたは目的地Ｃのうちのいずれか大きい方に結合した最大エネルギー量であることを予測できる。また、特定の日付及び／又は時刻における目的地の可能性が目的地Ｃより目的地Ｂの方が高い場合、経路コンピュータ装置４８は、目的地Ｂが２つの目的地Ｂ及びＣのうちのより可能性の高い目的地であることを決定できる。第２の交差点１１０．２を通過すると、経路コンピュータ装置４８は、第１の道路１０８．１に沿って前方を探索し、到達可能な唯一の目的地が目的地Ｂである第１の交差点１１０．１を見出すことができる。したがって最も可能性の高い目的地１１４として目的地Ｂが示される。最も可能性の高い目的地１１４が与えられると、経路コンピュータ装置４８は、記憶されている過去の測定値若しくは関連する平均値のいずれかから、または、現在位置と予測目的地Ｂとの間の地形高度１１８の変化による位置エネルギーの変化を含む関連地図データからの計算によって、その目的地１１４に到達するために必要な距離及びエネルギーを決定できる。
【００３０】
図５から図１０までを参照すると、車両１４の車両運転パターン及び関連するエネルギー要求事項を記憶し、且つ、予測することのできる経路コンピュータ装置４８の記憶装置５０及び地図データベース４４に記憶される一群のデータ構造の実施例が示されている。
【００３１】
特定の時間における車両１４の位置の測定地すなわち緯度１０４及び経度１０２が与えられると、図５に示すデータ構造１２０により、車両１４の位置している地図１００の位置セル１０６内の道路１０８、目的地サークル１１６及び交差点１１０が決定される。データ構造１２０は、複数の記録１２２からなっており、記録１２２の各々には、データ構造１２０の先頭行の見出し、つまり緯度、経度等によって識別される複数の欄の各々の値が含まれる。より詳細には、データ構造１２０の記録１２２の各々は、データ構造１２０の関連する欄の緯度及び経度の値に対応する南東の角を有する地図１００の特定の位置セル１０６に対応しており、位置セル１０６は、所与の範囲の経度及び緯度を網羅している。したがって記録１２２は、たとえば図４に示すように、位置セル１０６の南東の角に対応する経度及び緯度座標（ｉ、ｊ）に対応している。経路コンピュータ装置４８は、車両位置センサ４２からの緯度及び経度の測定値を使用して、車両１４の位置に結合したデータ構造１２０の特定の記録１２２を決定し、続いて、その特定の記録１２２の欄「道路リスト＿ｐｔｒ」、「目的地サークルリスト＿ｐｔｒ」及び「交差点リスト＿ｐｔｒ」の対応する値（（ｉ、ｊ）で指示される）を使用して、車両１４の位置している地図１００の位置セル１０６に位置付けることができる、関連する１つ又は複数の道路１０８、１つ又は複数の目的地サークル１１６及び１つ又は複数の交差点１１０を決定する。
【００３２】
車両１４の位置に結合したデータ構造１２０の記録１２２の「道路リスト＿ｐｔｒ」欄の値「道路リスト＿ｐｔｒ（ｉ、ｊ）」は、図６ａに示す連結リスト・データ構造１２４を指し示すポインタであり、連結リスト・データ構造１２４のＲ（ｉ、ｊ）記録の各々は、欄「道路＿ｐｔｒ」、「ノードＩＤ＿ｍｉｎ」及び「ノードＩＤ＿ｍａｘ」の値を有している。「道路＿ｐｔｒ」は、図６ｂに示す、地図データベース４４の特定の道路の特性の連結リスト・データ構造１２６に対するポインタであり、「ノードＩＤ＿ｍｉｎ」及び「ノードＩＤ＿ｍａｘ」は、道路１０８のうちのポインタ「道路＿ｐｔｒ（ｋ）」によって識別される部分の指標「ノード＿ＩＤ」の最小値及び最大値である。ｋは、車両１４の位置している地図１００の位置セル１０６内の「ノードＩＤ＿ｍｉｎ」と「ノードＩＤ＿ｍａｘ」との間の範囲を取ることができる。道路特性の連結リスト・データ構造１２６の記録の各々には、通過したノード１１２及び次のノード１１２までの緯度、経度、高度及び距離の値が、ポインタ「道路＿ｐｔｒ（ｋ）」によって指示される特定の道路のノード１１２毎に含まれている。また、特定のノード１１２が交差点１１０または目的地サークル１１６に結合している場合、その交差点１１０または目的地サークル１１６の関連する指標の値も、連結リスト・データ構造１２６の関連する記録に記憶される。図８ｂ及び図７ｂは、個々のデータ構造と結合する個々の指標をそれぞれ示したものである。
【００３３】
車両１４の位置に結合したデータ構造１２０の記録１２２の「目的地サークルリスト＿ｐｔｒ」欄の値「目的地サークルリスト＿ｐｔｒ（ｉ、ｊ）」は、図７ａに示す連結リスト・データ構造１２８に対するポインタである。連結リスト・データ構造１２８の記録の各々は、図７ｂに示すデータ構造１３０の特定の記録に対する指標である「目的地サークルリスト＿ＩＤ」欄の値を有している。データ構造１３０には、目的地サークル１１６の中心の緯度、経度及び高度を含む目的地サークル１１６の各々に関する情報、及び図７ｃに示す、それぞれ特定の目的地サークル１１６の一部である目的地１１４の識別指標「目的地＿ＩＤ」リストの含まれている連結リスト・データ構造１３２に対するポインタ「目的地サークル＿ｐｔｒ」が含まれている。連結リスト・データ構造１３２の記録の各々は、図７ｄに示す、各目的地の特性のデータ構造１３４に対する指標である。各目的地の特性の各々は、関連する指標「目的地＿ＩＤ」によって指定される。各目的地の特性には、目的地の緯度、経度及び高度、操作者６０に目的地１１４を確認させるために使用するテキスト若しくは聴覚／視覚メッセージ、図８ｂに示す、目的地１１４の近くに交差点１１０が存在している場合にその近くの交差点１１０を識別するデータ構造に結合した指標「交差点＿ＩＤ」、特定の目的地１１４が図７ｂに示すデータ構造１３０の一部である目的地サークル１１６の指標「目的地サークル＿ＩＤ」、ポインタ「道路ＩＤ＿ｐｔｒ」、及び目的地１１４の位置している道路１０８上の最も近いノード１１２を識別する、図６ｂに示す連結リスト・データ構造１２６の指標「最近ノード＿ＩＤ」が含まれている。
【００３４】
車両１４の位置に結合したデータ構造１２０の記録１２２の「交差点リスト＿ｐｔｒ」欄の値「交差点リスト＿ｐｔｒ（ｉ、ｊ）」は、図８ａに示す連結リスト・データ構造１３６のポインタである。連結リスト・データ構造１３６の記録の各々は、図８ｂに示すデータ構造１３８の特定の記録に対する指標である「交差点＿ＩＤ」欄の値を有している。データ構造１３８には、交差点１１０の緯度、経度及び高度を含む交差点１１０の各々に関する情報、図８ｃに示す連結リスト・データ構造１４０に対するポインタ「交差点道路リスト＿ｐｔｒ」、及び図８ｄに示す連結リスト・データ構造１４２に対するポインタ「目的地調査可能リスト＿ｐｔｒ」が含まれている。図８ｃに示す連結リスト・データ構造１４０には、図６ｂに示す連結リスト・データ構造１２６の、交差点１１０で交差する特定の道路１０８に対応する記録に対するポインタ「道路ＩＤ＿ｐｔｒ」のリスト、及び交差点１１０における道路１０８のノード１１２の値「ノード＿ＩＤ」が含まれている。また、連結リスト・データ構造１４０には、図８ｄに示す連結リスト・データ構造１４２に対するポインタ「目的地調査可能リスト＿１＿ｐｔｒ」及び「目的地調査可能リスト＿２＿ｐｔｒ」が含まれている。連結リスト・データ構造１４２には、特定の交差点１１０から特定の道路１０８に沿って、それぞれ「ノード＿ＩＤ」の減少及び増加方向に向かって到達することのできる目的地１１４及び目的地サークル１１６のリストが含まれている。また、図８ｄに示す連結リスト・データ構造１４２には、特定の交差点１１０から到達することのできる目的地１１４及び関連する目的地サークル１１６を指定し、且つ、図７ｄ及び７ｂに示す対応するデータ構造１３４及び１３０をそれぞれ参照する指標「目的地＿ＩＤ」及び「目的地サークル＿ＩＤ」の値のリストが含まれている。
【００３５】
特定の経路を特定の運転パターンに従って、第１の目的地１１４．１から第２の目的地１１４．２まで走行すると、経路コンピュータ装置４８は、運転パターンの概要を図９に示すデータ構造１４４に記録し、且つ、運転パターンの詳細を図１０に示す連結リスト・データ構造１４６に記録する。より詳細には、データ構造１４６には、運転パターン毎に、図７ｄに示すデータ構造１３４の「目的地＿ＩＤ」欄に関連して、また、走行が個々の「曜日」欄及び「時刻」欄で開始された場合はその曜日及び時刻と関連して、第１の目的地１１４．１に対する指標が含まれる。第２の目的地１１４．２に到達すると、第２の目的地１１４．２の指標が「次の目的地＿ＩＤ」欄に記録される。「距離」、「走行時間」及び「Δ＿エネルギー」欄には、第１の目的地１１４．１と第２の目的地１１４．２との間の走行距離、走行時間、及び第１の目的地１１４．１と第２の目的地１１４．２との間で消費されるエネルギーの予測値がそれぞれ含まれているか、或いはそれらの平均値が含まれている。特定の運転パターンを常に追従している場合、経路コンピュータ装置４８は、関連する統計を決定することができ、それによりデータ構造１４４の関連する記録の関連する「尤度」欄及び「時刻＿許容度」欄の値を提供できる。たとえば、朝の自宅から勤務先までの運転または夕方の勤務先から自宅までの運転など、常に特定の運転パターンを繰返し使用できる。対応する繰返し走行の開始時間は、たとえば、平均標準偏差を有する正規分布によって特性化できる群に集まる傾向にあり、したがって、「時刻＿許容度」は、たとえば開始時間集合の群の標準分布によって表すことができる。同じ曜日の同じ時刻であっても、常に展開するいくつかの異なる運転パターンが存在する可能性があり、そのような場合、異なる運転パターンに、経路コンピュータ装置４８によって常に計算され、且つ、データ構造１４４の「尤度」欄に記憶される関連する異なる尤度を持たせることができる。
【００３６】
図９に示すデータ構造１４４の「経路＿ｐｔｒ」欄には、図１０に示す、走行した経路の運転パターンの詳細の含まれる連結リスト・データ構造１４６に対するポインタが含まれている。連結リスト・データ構造１４６の第１の記録には、「目的地＿ＩＤ」欄に「目的地＿ＩＤ（１）」として記憶される第１の目的地１１４．１の指標が含まれている。第１の目的地１１４．１が道路１０８の特定のノード１１２に結合している場合、その道路１０８に対する対応するポインタ「道路＿ｐｔｒ」、そのノード１１２の指標「ノード＿ＩＤ」及び関連する高度１１８も、連結リスト・データ構造１４６の対応する記録に記録される。また、ノード１１２が交差点１１０に存在する場合、その交差点１１０の指標「交差点＿ＩＤ」も、連結リスト・データ構造１４６の対応する記録の中に存在する。車両１４がその道路または複数の道路１０８に沿って走行すると、その経路に沿ったノード１１２または目的地１１４毎にこれらのステップが繰り返され、第１の目的地１１４．１からの距離及び第１の目的地１１４．１または通過したノード１１２のいずれかから消費したエネルギーが、「距離」欄及び「Δ＿エネルギー」欄にそれぞれ記録される。第２の目的地１１４．２に到達すると、図９に示す次の目的地のデータ構造１４４の情報が更新され、連結リスト・データ構造１４６からの経路情報を使用して、その経路に沿った交差点１１０及び道路１０８毎に、図８ｄに示す連結リスト・データ構造１４２が更新され、これらの道路１０８に沿ったこれらの交差点１１０から到達可能な目的地のリストに、第１の目的地１１４．１及び第２の目的地１１４．２並びに関連する目的地サークル１１６が追加される。したがって、図８ｄに示す連結リスト・データ構造１４２には、車両１４の経時的運転パターンに従って実際に到達した目的地１１４及び目的地サークル１１６の指標が含まれる。また、特定の運転者６０．１向けにこの情報を適合させることができるため、同じ車両１４の異なる運転者６０．１に異なる運転パターンを適用でき、それにより車両１４の運転中の関連する運転パターンの予測精度が向上する。また、引き続く走行で次の目的地１１４に到達すると、図９に示すデータ構造１４４の「後続目的地＿ＩＤ」欄に、この目的地１１４の関連する指標が記録され、それにより元の第１の目的地１１４．１に結合した後続する次の走行に対する将来の予測が提供される。
【００３７】
図５から図１０までに示すデータ構造を使用して、有用な様々な情報を検索できる。
【００３８】
たとえば、特定の時間における車両１４の位置の測定値すなわち緯度１０４及び経度１０２が与えられると、図５に示すデータ構造１２０からの対応するポインタ「道路リスト＿ｐｔｒ」を使用して、図６ａに示す連結リスト・データ構造１２４から、図６ｂに示す連結リスト・データ構造１２６に対するポインタ「道路＿ｐｔｒ」、並びに指標「ノードＩＤ＿ｍｉｎ」および「ノードＩＤ＿ｍａｘ」の関連する範囲を見出すことができる。それにより「ノードＩＤ＿ｍｉｎ」と「ノードＩＤ＿ｍａｘ」との間のノード１１２の範囲に対して、図６ｂに示す連結リスト・データ構造１２６からの緯度１０４及び経度１０２と、車両位置センサ４２からの車両１４の緯度１０４及び経度１０２とを比較し、車両１４の位置している道路１０８及びノード１１２を決定できる。
【００３９】
もう１つの実施例として、特定の時間における車両１４の位置の測定値すなわち緯度１０４及び経度１０２が与えられると、図５に示すデータ構造１２０からの対応するポインタ「目的地サークル＿ｐｔｒ」を使用して、図７ａに示す連結リスト・データ構造１２８から、図７ｃに示す、関連する目的地１１４の指標のリストの含まれている連結リスト・データ構造１３２に対するポインタ「目的地サークル＿ｐｔｒ」を目的地サークル１１６毎に提供する、図７ｂに示すデータ構造１３０に対する指標「目的地サークル＿ＩＤ」を見出すことができる。それにより車両１４が概ね特定の目的地１１４に接近しているか否かを探索し、且つ、決定できる。また、経路コンピュータ装置４８は、図７ｄに示す、各目的地の緯度１０４及び経度１０２を提供するデータ構造１３４を使用して、または図７ｂに示す、各目的地サークル１１６の緯度１０４及び経度１０２を提供するデータ構造１３０を使用して、車両１４が特定の目的地１１４に位置しているかどうか、或いは特定の目的地サークル１１６内に位置しているかどうかを決定できる。
【００４０】
さらに他の実施例として、特定の時間ポイントにおける車両１４の位置の測定値すなわち緯度１０４及び経度１０２が与えられると、図５に示すデータ構造１２０からの対応するポインタ「交差点リスト＿ｐｔｒ」を使用して、図８ａに示す連結リスト・データ構造１３６から、交差点１１０毎に、図８ｄに示す、その交差点１１０から到達することのできる関連する目的地１１４及び目的地サークル１１６の指標リストの含まれている連結リスト・データ構造１４２に対するポインタ「目的地調査可能リスト＿ｐｔｒ」を提供する、図８ｂに示すデータ構造１３８に対する指標「交差点＿ＩＤ」を見出すことができる。それにより車両１４が特定の目的地１１４或いは目的地サークル１１６に向かって走行しているか否かを決定するために探索できる。経路コンピュータ装置４８によって予測された第２の目的地１１４．２が、車両１４の現在位置から到達することのできる目的地のリストの一部ではない場合、経路コンピュータ装置４８は、予測した第２の目的地１１４．２を修正しなければならない。この操作は、車両１４の走行している道路１０８及び走行方向に応じて、図８ｂに示すデータ構造１３８からのポインタ「交差点道路リスト＿ｐｔｒ」によってアドレス指定される、図８ｃに示す連結リスト・データ構造１４０からのポインタ「目的地調査可能リスト＿１＿ｐｔｒ」または「目的地調査可能リスト＿２＿ｐｔｒ」によって指定される連結リスト・データ構造１４２を使用して、現在の走行方向で到達することのできる目的地１１４のみを考慮するように更に改良することができる。
【００４１】
以上、エネルギー管理装置１０を図１〜図３に示し、且つ、関連するデータ構造の実施例１２０、１２４〜１４６を図５〜図１０に示したが、次に、図１１〜図１４に示す流れ図を参照して、エネルギー管理装置１０の動作について説明する。
【００４２】
図１１を参照すると、エネルギー管理装置１０は、関連するエネルギー管理制御プロセス（１１００）を車両点火キーの状態をチェックするステップ（１１０２）で開始する。車両点火キーが入っている（オンの）場合、ステップ（１１０４）において、車両位置センサ４２（たとえばＧＰＳ装置）から、車両１４の位置すなわち緯度１０４及び経度１０２（及び利用可能であれば高度１１８）が決定される。車両点火キーが入れられる（オン）される場合、車両１４は、ほとんどの場合、ある目的地１１４に位置しており、その場合、ステップ（１１０６）において、その目的地に最初に到着してからの累積時間が計算される。経路コンピュータ装置４８がステップ（１１０２）から（１１０６）までの処理を実行しない場合、ステップ（１１０８）において、車両１４の位置及び現在位置における累積時間が経路コンピュータ装置４８に伝送される。ステップ（１１１０）において、一連のハイブリッド電気車両の場合と同様、十分なエネルギーが蓄積されていると仮定して、エネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）からの電力を使用して車両１４の走行が開始される。次に、経路コンピュータ装置４８が、図１２に示す経路応答制御プロセス（１２００）を開始する。
【００４３】
図１２を参照すると、ステップ（１２０２）で経路応答制御プロセス（１２００）が開始され、図９に示すデータ構造１４４からの「尤度」値を順序付けすることにより、経路コンピュータ装置４８が、予想される目的地サークル１１６の階層構造を確立する。それは、車両１４の以前の走行から経路コンピュータ装置４８によって学習される目的地１１４の「目的地＿ＩＤ」に対して、たとえば、車両１４の始動位置に対応する、データ構造１４４からの関連する「曜日」、「時刻」及び「時刻＿許容度」の値との比較により曜日及び時刻に従って重み付けまたは制御が行われる。
【００４４】
たとえば、多くの運転者６０．１にとって、最も可能性の大きい目的地は運転者の自宅位置であり、その次に、通常の労働日及び通常の出発時間に比較的可能性の高い目的地は、勤務先位置であろう。また、曜日及び時刻に応じて様々な目的地サークル１１６の予測が可能であることが期待される。週末の運転パターンは、より無作為になることが考えられるが、経路コンピュータ装置４８は、予想される目的地を学習し、識別することができる。通常、経路コンピュータ装置４８は、予想される車両１４の次の目的地１１４を絶えず決定しているが、それは一般的に状況に依存している。
【００４５】
経路コンピュータ装置４８は、通常、任意の起点からの最高確率の既定値として、所定の走行距離に対応する既定値蓄積エネルギー範囲を提供している。たとえば、既定値エネルギー範囲が１６００ｍ（１マイル）の場合、起点からのそのサークル距離に到達するまで発電機１６は起動されず、それにより、走行距離が短い場合、または、車回し若しくは駐車場で車両１４を単に移動させる場合における発電機１６の無用な起動が防止される。また、この蓄積エネルギー範囲は、特定の運転パターンを起動した後の、特定の経路、曜日、日付、時刻等に基づく目的地１１４の予測確率を大きくする働きをしている。利用可能な蓄積エネルギー範囲が広いほど、発電機１６の運転に必要な尤度が小さくなる。しかし、発電機１６を運転すると、発電機１６により比較的大きい電力２７が比較的より効率的に生成され、エネルギー蓄積装置２２を比較的短時間で充電する。その後、経路コンピュータ装置４８は、目的地１１４が比較的可能性の高い予測目的地になると、蓄積されているエネルギーによる運転を再開することができる。
【００４６】
起点の位置が運転者の自宅に対応する目的地１１４である場合、曜日及び時刻に基づいて、その位置からの最も可能性の高い目的地１１４を決定できる。たとえば、週末の勤務活動があり得る月曜日から金曜日までの典型的な勤務日程の場合、車両１４は、通常、朝は、特定の時間枠の範囲内、および特定の乗者数で、勤務先１１４まで運転されることになる。同様に、他の勤務日程、たとえば夜勤または午後交替勤務の場合も、関連する実質的に規則的な日程を有している。非番日、たとえば土曜日及び日曜日の目的地１１４は、その予測の可能性が小さくなるが、時間が経てば、様々な目的地１１４から、および様々な目的地１１４への、並びに様々な乗者数の認識可能な運転パターンの組が現れることが期待される。関連する目的地サークル１１６には、通常、ショッピング・センタ及び商業地区が含まれている。まれにしか生じない無作為の停止、たとえば燃料補給のための停止または店舗での停止などによる些細な影響は、このような停止が蓄積されているエネルギーを使用した走行中に生じるものである場合には軽減できる。したがって、予測が不可能な停止または無作為に出現する停止が予想される地域では、経路コンピュータ装置４８によって、蓄積されているエネルギーを使用した走行が提供される。
【００４７】
起点の位置が運転者の勤務先位置に対応する目的地１１４である場合、その位置からの最も可能性の高い目的地１１４は、規則的な勤務日の退出時刻であれば、運転者の自宅である。昼食時間中であれば、食堂街、及び昼食後における食堂街から勤務先への戻りのための関連する目的地サークル１１６（関連する誤差範囲（マージン）を有する）が大いに予測される。空港までの走行には、とりわけ空港に接近する走行の終了に向かって、認識可能な独特の経路を必要とすることが予想される。まれにしか生じない無作為の停止、たとえば燃料補給のための停止または店舗での停止などによる些細な影響は、このような停止が蓄積されているエネルギーを使用した走行中に生じるものである場合は軽減できる。したがって、計画外の停止が予測される地域では、経路コンピュータ装置４８によって、蓄積されているエネルギーを使用した走行が提供される。
【００４８】
起点の位置が空港に対応する目的地１１４である場合、その位置からの最も可能性の高い目的地は、夕方の時間帯（勤務後の）または週末であれば、運転者の自宅である。或いは、目的地１１４への到着が通常の勤務時間帯であることが予測されるときは、たとえば空港からの戻りが通常の勤務日の朝の時間帯であれば、場合によっては運転者の勤務先である。たとえば「勤務先」または「自宅」のいずれかからの走行中の目的地１１４が空港である場合、通常、運転パターンは不規則であるが、とりわけ朝または夕方の時間帯の場合、その運転パターンは認識可能である。
【００４９】
休日には、その発生が極めてまれであっても、規則的な休日の目的地及び運転者の自宅への帰りを反復できることがしばしばである。図９に示すデータ構造１４４を拡張することにより、カレンダ及び休日情報を組み込むことができ、それによりこれらの関連する運転パターンの認識を改善できる。
【００５０】
起点の位置が未知の目的地１１４であるか、または走行中の車両１４の目的地１１４が未知である場合、経路コンピュータ装置４８は、必然的に目的地１１４及び対応する運転パターンが既知であり、且つ、予測可能である場合以上に厳密に、エネルギー蓄積装置２２の充電状態が公称充電状態の限界内に維持される既定値制御モードを使用できる。公称運転パターンの範囲外の国または州を横切る、比較的長い高速道路を走行する場合、経路コンピュータ装置４８は、通常、ＧＰＳ及び道路地形のみをエネルギー管理に利用することになり、対応する効率が既に比較的高く、比較的高い出力レベルで運転される発電機１６によって実質的な量の電力が生成されるため、総合エネルギー効率の実質的な改善の提供は、エネルギー管理装置１０には期待されない。
【００５１】
経路コンピュータ装置４８は、関連する停止を目的地として記録することなく、交通渋滞状況に適合させることができる。ＧＰＳ車両位置センサ４２は、位置予測値を±１５ｍ（５０フィート）の範囲内で提供することができるため、認識済み道路１０８の車道上での停止と、通常、車両が道路から離れ、たとえば車回し又は駐車場に入る有効目的地１１４とを区別できる。
【００５２】
経路コンピュータ装置４８は、とりわけ関連するデータベースのサイズが過度に大きくなると、比較的まれな停止に結合した目的地１１４を無視するか、または関連するデータベースから取り除くように適合させることができる。たとえば、一定の閾値の発生回数率（たとえば１０パーセント未満）で生じる目的地１１４は無視されるか、またはデータベースから取り除かれる。別法としては、経路コンピュータ装置４８は、特定の目的地１１４を経路処理に活用する前に、その目的地１１４の一定の閾値回数の発生を必要とするように適合させることも可能である。
【００５３】
目的地１１４である「自宅」、「勤務先」、「空港」または他の重要な場所の目的地は、操作者６０が操作者インタフェース６２を使用して経路コンピュータ装置４８にプログラムすることができる。また、経路コンピュータ装置４８は、異なる情報の入力及び異なる運転パターンの学習を異なる操作者６０に提供できる。また、経路コンピュータ装置４８は、車両１４を売り渡す際の学習情報のリセットを操作者６０に提供できるため、車両１４の新しい運転者、複数の運転者６０．１または複数の操作者６０の新しい運転パターン及び目的地１１４を学習できる。
【００５４】
ステップ（１２０２）に続くステップ（１２０４）において発電機１６が動作していない場合、または、ステップ（１２０６）において充電状態（ＳＯＣ）若しくはエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）に蓄積されているエネルギーの量が、最少量の蓄積エネルギーをエネルギー蓄積装置２２に維持する条件下で、最も可能性の高い目的地１１４若しくは複数の目的地１１４に到達するだけの十分な量である場合には、車両１４は、ステップ（１２０８）でエネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーを使用して走行を継続する。ステップ（１２０６）において十分な量のエネルギーが蓄積されていない場合には、ステップ（１２１０）において、充電状態またはエネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーの量が、閾値「ＳＯＣ限界」未満の場合、ステップ（１２１２）で車両１４の運転を継続するだけの十分な電力２７を生成するために発電機１６が起動される。予想される目的地サークル１１６の階層構造は、この擬似目的地に到達するだけの十分な量のエネルギーがエネルギー蓄積装置２２に蓄積されている場合、第１の目的地１１４．１／起点からの距離の極めて短い擬似目的地が常に含まれるように適合させることができる。それにより、たとえば単純に車両１４の位置を変える場合、または短距離を走行した後予期せぬ事態によって第１の目的地１１４．１に戻る場合などにおける無用な発電機１６の起動が防止される。経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１２１２）で発電機１６が起動された後であるか、またはステップ（１２１０）で充電状態が閾値「ＳＯＣ限界」以上である場合、経路処理プロセス（１３００）を開始する。
【００５５】
図１３を参照すると、ステップ（１３０２）で経路処理プロセス（１３００）が開始され、実際の走行経路と、記憶されている最も可能性のある目的地１１４に結合した経路とが比較される。記憶されている経路は、同じ運転パターンを使用した以前の走行からの経路であり、車両１４のその経路に対する関連するエネルギー使用量が、実際の使用量の予測値から記録されか、または運転パターンに結合した道路の関連する地形から予測される。したがって、この記憶されている経路は、エネルギー地図経路と呼ぶことができる。たとえば、記憶されている経路は、図１０に示す連結リスト・データ構造１４６に記録されている。経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１３０４）において、実際の目的地１１４は常に車両１４の現在位置から到達することができなければならないことを条件として、たとえば図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図９及び図１０に示すデータ構造１３８、１４０、１４２、１４４及び１４６からの情報を使用して、予測目的地が実際の目的地である尤度を決定する。通常、経路コンピュータ装置４８は、常に、発生回数を始めとする目的地１１４のデータベースを蓄積し、且つ、関連するデータを走行毎に収集している。このデータベースは、様々な方法で使用できる。たとえば、単純な確率を使用して、車両１４の任意の繰返し可能起点からの次の目的地１１４を決定できる。通常、特定の起点、時間、及び日付若しくは曜日に相関される次の目的地１１４の予測は、より正確になる傾向がある。燃料の量、運転者の認証、車両の重量（搭乗者）、休日及び走行中の道路１０８をさらに考慮したすべての相関により、予測精度が向上する。考慮すべき入力数は、コスト及び所望の精度のレベルによって決まる。通常、目的地１１４の予測を開始し、且つ、経路内（インルート）予測するには、時間、日付、起点、走行中の道路１０８、及び車両１４の起点／目的地１１４に存在した回数で十分である。ファジー論理学、ニューラル・ネットワーク、またはベイズ推論を始めとする様々な技法を使用して、車両１４が特定の目的地１１４に向かって、または特定の経路に沿って走行している尤度を予測することができる。目的地１１４または予想される関連する運転パターンの特定の予測の信頼性は、たとえば経路コンピュータ装置４８による特定の決定の正確性に関して、操作者６０または運転者６０．１からの聴覚または視覚上の照会による確認によって向上する。また、前記信頼性は、スイッチ起動応答、または会話認識装置を使用して自動的に検出することのできる口頭応答のいずれかの受信によって向上する。
【００５６】
ステップ（１３０６）において、車両１４が特定の目的地に向かって走行している尤度が閾値未満（たとえば５０パーセント未満）であり、ステップ（１３０８）において、最も可能性の高い目的地１１４をもたらす追加記憶経路が存在している場合、ステップ（１３１０）において次の記憶経路が決定され、プロセスはステップ（１３０２）を繰り返す。ステップ（１３０８）において追加記憶経路が存在しない場合、経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１３１２）において、たとえばバッテリ２２．１の公称充電状態を維持するために、発電機１６及び電力制御器１８に対して既定値制御モード、たとえば発電機１６によるエネルギー蓄積装置２２に蓄積されるエネルギー量を制限する負荷追従モードを設定する。次に、経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１３１４）において、例えば図１０に示すデータ構造１４６に車両１４の経路及びエネルギー消費量を記録し、ステップ（１３１６）において、記憶されている目的地１１４に導く記憶されている運転パターンに実際の経路が対応しているかどうか、または記憶されている目的地１１４に実際の経路が導くことができるかどうかを決定する。ステップ（１３１８）において、記憶されている目的地１１４に導く記憶されている運転パターンに実際の経路が対応している場合、または記憶されている目的地１１４に実際の経路が導くことができる場合、経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１３２０）において、記憶されている最も可能性の高い目的地が実際の経路に対応していることを決定した後、経路応答制御プロセス（１２００）を繰り返す。したがって、車両１４の運転されている間、予測目的地１１４の階層構造が連続的に更新され、車両の距離及び方向の変更が達成され、且つ、可能目的地が除去されるため、予測目的地１１４がますます確かなものになる。ステップ（１３１８）において、記憶されている目的地１１４に導く記憶されている運転パターンに実際の経路が対応していない場合、または記憶されている目的地１１４に実際の経路が導くことができない場合、ステップ（１３２２）において、既定値制御モードが継続され、ステップ（１３２４）において、経路情報の記録が継続される。経路処理プロセス（１３００）は、ステップ（１３２６）において、以下でさらに詳細に説明するように、呼出し点に続くステップ、たとえば経路応答制御プロセス（１２００）のステップ（１２１４）に戻る。
【００５７】
ステップ（１３０６）において、車両１４が予測目的地に向かって走行している尤度が閾値以上（たとえば５０パーセント以上）の場合、予測経路処理プロセス（１４００）（図１４参照）がステップ（１４０２）で開始され、経路コンピュータ装置４８は、たとえば図１０に示す連結リスト・データ構造１４６を使用して、記憶されている経路上の次の中間地点（たとえば道路１０８のノード１１２、交差点１１０または目的地１１４のいずれか）を予測目的地１１４まで連続的に決定する。ステップ（１４０４）において、場合によってはエネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーの予測目的地１１４への到達時における量の制約を条件として、たとえば次の中間地点または予測目的地１１４に到達するために必要な燃料２８の量を最少化するように、発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）の制御が、エネルギー蓄積装置２２、発電機１６、車両慣性及び回生制動のエネルギー資源を共有することによって最適化される。始動／停止、低速及び低負荷要求事項には、通常、エネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）の電力２７が、走行用モータ２０の駆動に最大限に利用される。たとえば、復熱タービン機関６４を発電機１６として使用して、燃料２８及び関連する復熱装置６８を制御できる。通常、経路コンピュータ装置４８は、道路１０８の次の部分を走行するために、計算したエネルギー要求事項を連続的に更新している。経路コンピュータ装置４８は、ステップ（１４０６）において、実際の目的地が目的地サークル１１６内に存在する尤度を決定し、次にステップ（１４０８）において、この尤度が比較的高い閾値（たとえば９０パーセント）を超えている場合、ステップ（１４１０）において、蓄積されている回収可能なエネルギーの組合せ（たとえばバッテリ２２．１の充電状態と、復熱タービン機関６４発電機１６の復熱装置６８からの熱回収電位または回生制動による電力との組合せ）が、最も可能性の高い目的地サークル１１６に車両１４が到達するだけの十分な組合せであるかどうかを決定する。十分な組合せでないが、ステップ（１４１２）において目的地サークル１１６内に存在している実際の目的地の尤度が比較的高い閾値（たとえば９０パーセント）を超えている場合、ステップ（１４０２）において、処理が繰り返される。ステップ（１４０８）またはステップ（１４１２）において、目的地サークル１１６内に存在している実際の目的地１１４の尤度が比較的高い閾値（たとえば９０パーセント）以下である場合は、経路処理プロセス（１３００）が再開される。
【００５８】
ステップ（１４１０）で、蓄積されている回収可能なエネルギーの組合せが、最も可能性の高い目的地サークル１１６に車両１４が到達するだけの十分な組合せである場合、ステップ（１４１４）において、予測目的地までの範囲が最終制御閾値以上である場合、ステップ（１４０２）において予測経路処理プロセス（１４００）が繰り返される。ステップ（１４１４）において予測目的地までの範囲が最終制御閾値未満である場合は、ステップ（１４１６）において、後続する走行を予測することができ、かつ、ステップ（１４１８）においてエネルギー蓄積装置２２の充電状態が後続する走行に対して最適化されない場合、ステップ（１４２０）において、後続する走行を最適状態に近づけるために、エネルギー蓄積装置２２の充電状態が増減される。
【００５９】
典型的な運転時間、距離、使用エネルギー等は、より長期間に渡るエネルギー予測ニーズに使用することができる。たとえば、少なくとも次の日の最初の走行に対する使用エネルギーを予測することにより、エネルギー蓄積装置２２のその日の終点における充電状態を一定の標準未満にすることができ、それにより、後続する走行中における発電機１６の起動を排除し、または発電機１６をより効率的に運転できる。後続する走行が比較的短距離であると予測される場合、現行（先行する走行）の高効率走行期間中にエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）を充電することが有利であり、蓄積されている電力を使用して後続する全走行を完了できることが予測される。この組合せにより、現行の走行における効率が低下し、且つ、後続する走行で消費される燃料が最少化または除去されるため、燃料消費が総合的に低減される。それとは逆に、後続する走行が比較的長距離であると予測される場合、より効率的に熱エネルギーを回収する機会を現行走行（先行する走行）に与え、且つ、エネルギー蓄積装置２２の充電状態を、それ以外の場合に許容されるレベル未満のレベルにすることができる。場合によっては、たとえば復熱タービン機関６４からの熱回収と組み合わせて、エネルギー蓄積装置２２からのエネルギーを使用して（走行終了時における充電状態が低下することになる）、車両１４に電力を供給することにより、発電機１６／発電機または交流発電機２６によって生成される過剰電力２７、及び回生制動によって生成される過剰電力２７をより効率的に蓄積し、且つ、使用できる。この組合せにより、現行の走行における燃料効率が最大化され、且つ、後続する走行の運転効率がより大きくなる。
【００６０】
ステップ（１４２０）に続いて、またはステップ（１４１６）で後続する走行を予測することができない場合、若しくはステップ（１４１８）でエネルギー蓄積装置２２の充電状態が最適化される場合、ステップ（１４２２）において、潜在エネルギーを回収するために発電機１６が制御され、且つ、走行終了時における望ましい充電状態を達成するためにエネルギー蓄積装置２２が制御される。たとえば、復熱タービン機関６４発電機１６の場合、燃料２８の流れが徐々に少なくなり、それにより、復熱装置６８からの熱を含む機関熱が回収される。燃料逓減率は、走行用モータ２０を駆動するために発電機１６／発電機または交流発電機２６を使用して目的地１１４に到達するための残留エネルギー要求事項、及びエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）のより多くの充電を容認する必要性／能力の関数である。次に、ステップ（１４２４）において、目的地までの範囲が最終停止閾値未満の場合、ステップ（１４２６）において発電機１６が停止され、延いては燃料２８が遮断される。予測経路処理プロセス（１４００）は、ステップ（１４２８）でその呼出し点に続くステップ、たとえば経路処理プロセス（１３００）のステップ（１３２６）へ戻り、経路処理プロセス（１３００）は、ステップ（１３２６）から経路応答制御プロセス（１２００）のステップ（１２１４）へ戻る。
【００６１】
もう一度図１２を参照すると、経路処理プロセス（１３００）のステップ（１３２６）から経路応答制御プロセス（１２００）へ戻る（たとえば、予測経路処理プロセス（１４００）のステップ（１４２８）から戻る）か、或いは後続するステップ（１２０８）へ戻ると、ステップ（１２１４）において、目的地１１４に周辺または誤差の範囲内で到達し、および／又は車両が駐車場に置かれている場合、ステップ（１２１６）において、その走行に関連する経路データが、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図９及び図１０に示す関連するデータ構造１３８、１４０、１４２、１４４及び１４６にそれぞれ記憶される。また、経路コンピュータ装置４８は、たとえば図７ｄに示すデータ構造１３４からの「本文」または「Ａ／Ｖ」の「説明」データを使用して、操作者インタフェース６２を介して操作者６０に目的地１１４を知らせ、また、場合によっては、この情報が適切な情報であるかどうかを確認するべく操作者６０に照会し、或いはこの情報が新しい目的地１１４である場合、その目的地１１４に関する情報を要求するように適合させることができる。ステップ（１２１８）において、発電機１６が動作している場合、ステップ（１２２０）において、発電機を停止することなく潜在エネルギーをエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）に回収するために発電機１６が制御される。たとえば、発電機１６が復熱タービン機関６４である場合、燃料２８の流れが徐々に少なくなり、それにより、復熱装置６８に蓄積されている熱エネルギーが有効なエネルギー（たとえば電気エネルギー）に変換され、エネルギー蓄積装置２２に蓄積される。次に、ステップ（１２２２）において車両点火キーが切られて（ターン・オフ）いる場合、ステップ（１２２４）において発電機１６への燃料２８が遮断され、発電機が停止（オフ）状態で、残留している回収可能潜在エネルギーがエネルギー蓄積装置２２に回収される。たとえば、復熱タービン機関６４は、追加燃料２８を必要とすることなく、復熱装置６８の熱エネルギーのみで運転を継続できるため、それにより発電機または交流発電機２６によって電力２７に変換され、延いてはエネルギー蓄積装置２２の充電に使用される軸動力２３の生成が継続される。ステップ（１２２４）に続いて、ステップ（１２２６）においてエネルギー管理制御プロセス（１１００）が終了する。それ以外の場合は、ステップ（１２１４）またはステップ（１２２２）のいずれかから経路応答制御プロセス（１２００）が繰り返され、ステップ（１２０２）から開始される。
【００６２】
通常、最適化されたエネルギー管理装置１０には、寄生的（ｐａｒａｓｉｔｉｃ）車両負荷の影響及び機関の運転には無関係の損失（たとえば空気力学損失または摩擦などの損失）が考慮されている。損失のあるものは車両に固有の損失であり、あるものは、気候または道路条件などの外部要因に依存している。発電機１６または回生制動からの過剰電力を使用してエネルギー蓄積装置２２を充電することができ、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーの放電は、発電機１６を空運転または実質的に容量以下で運転することができるという条件の下で、単独の電力２７源として使用することができる。経路コンピュータ装置４８は、特定の運転パターンに結合した期待される目的地または複数の目的地１１４への到達に必要な車両１４の予測エネルギー要求事項を定期的に更新している。基本地形に加えて、これらのエネルギー要求事項を周囲の条件、たとえば温度、圧力、風速及び風向、降水量、車両１４の重量、燃料２８のエネルギー（ＢＴＵ）含有量、利用可能な燃料２８の量、タイヤ圧等を考慮することができる。同じ道路上の走行回数または走行距離が常に累積されるため、経路コンピュータ装置４８は、ハイブリッド車両装置１２の制御を最適化し、交通の流れまたは交通混雑時における交通の流れの欠乏などの、予測可能であり、それに応答して経路コンピュータ装置４８が車両１４に蓄積されている総利用可能エネルギーの最大限の利用、すなわち、エネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）を充電すべきであるかどうか、或いは燃料２８を節約するべく発電機１６を停止すべきであるかどうかを決定することのできる他の外部要因による影響を補償できる。走行には、発電機１６を全く作動させることなく、以前の走行中に予め発電機または交流発電機２６を動かしている発電機１６によって予備充電されているか、または固定電力源５４からの電力２７によって予備充電されているエネルギー蓄積装置２２からの電力２７のみで車両１４が運転される走行もある。エネルギー蓄積装置２２の充電状態が過度に低下していない限り、エネルギー管理装置１０は、通常、走行の開始時に発電機１６を運転することはなく、その代わりに、可能な場合、先ず予測目的地１１４を決定し、その予測目的地１１４に結合した予想される運転パターンに関連して必要が生じるか、または望ましくなるまで発電機１６を始動させることはない。発電機１６は、目的地１１４を予測ができない場合、またはエネルギー蓄積装置２２（たとえばバッテリ２２．１）の充電状態が最小閾値以下である場合、負荷に追従するために必要である。予測目的地１１４の知識によってその予測目的地への到達に先立つ発電機１６の停止が可能になり、それにより車両位置センサ４２を備えたハイブリッド車両装置１２における燃料が節約され、且つ、発電機１６からの放出が低減される。また、潜熱を有効な電力に変換することのできる復熱タービン機関６４のような発電機１６の場合、発電機１６の停止後における熱回収及び／又は予測目的地１１４への到達に先立つ数秒間若しくは数分間の発電機１６の運転中のより効率的なエネルギー生成の組合せによって燃料が節約される。
【００６３】
エネルギー管理装置１０は、車両１４による負の電力要求に対して、比較的短期間の間、発電機１６を停止し、エネルギー蓄積装置２２に蓄積されているエネルギーを使用して運転することによって、また、発電機１６からの電力を必要とする期間の間、比較的高い効率（通常、比較的大きい出力で）で発電機１６を運転し、且つ、これらの条件の下で発電機１６によって生成される過剰電力を使用してエネルギー蓄積装置２２を充電することによって、燃料消費を少なくしている。たとえば、車両の燃料経済性及び放出性能の評価に使用される米国連邦試験手順（ＦＴＰ）の１３６９秒の第１の部分、すなわち都市サイクルでは、従来の機関発電機が、ハイブリッド車両装置のない空運転燃料流量（ゼロ・パーセントの燃料効率で）で運転される５６５秒がゼロすなわち負の電力で費やされる。ハイブリッド車両装置１２の場合、同じ条件では発電機１６は全く運転されないか、またはエネルギー蓄積装置２２の充電に使用されることになる電力を生成するべく比較的高い効率で運転される。エネルギー管理装置１０を使用することにより、たとえば電力源としてエネルギー蓄積装置２２のみを使用していくつかの運転パターンを操作することにより、発電機１６（たとえば原動機１６’）の起動回数を少なくしており、さらに、放出の制約を条件として燃料消費を少なくするべく制御の最適化された比較的高い効率の状態で発電機１６を運転し、それらにより、発電機１６（たとえば原動機１６’）からの放出を少なくすることができる。
【００６４】
たとえば、経路コンピュータ装置４８は、特定の走行に対する車両１４の予想される経路を決定すると、期待される経路上の道路１０８の地形及び道路１０８に沿った距離、並びに期待される運転速度を考慮するために、予想される経路の来るべき要求事項の事前知識を使用して、残りの走行に先立って発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２の運転を統率する関連する制御スケジュールを最適化できる。それにより、単に任意の所与の時間における特定の運転条件ではなく、所与の時間における総合運転サイクル及び特定の運転条件の両方を考慮した制御が包括的に最適化される。経路の事前知識のない他の方法で始動すると、発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２の制御則が現行の測定可能量、たとえば運転者の加速ペダル要求、バッテリ２２．１の状態変化、及び発電機１６の運転状態、たとえば運転速度及び負荷の測定値、たとえば質量空気流若しくはマニホルド絶対圧などの機能に限定されることになる。しかし、経路の事前知識により、予想される高度変化、予想される速度変化または交差点における予想される停止を考慮するために、発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２の制御則を、たとえば経路に沿った距離などの経路依存変数の形で表すことも可能である。また、特定の経路の特殊性を考慮した制御スケジュールにより、回生制動からのエネルギー回収、または目的地への到達に先立つ復熱タービン機関６４の制御によって得られる復熱タービン機関６４の復熱装置６８からのエネルギー回収のいずれかを考慮することができる。
【００６５】
たとえば、内燃機関７８及びバッテリ２２．１を含み、発電機１６のみを使用して運転される（つまりバッテリ２２．１及び回生制動を使用することなく運転される）例示的基本ハイブリッド車両装置１２は、ＦＴＰ都市サイクルに対して１６．１ｋｍ／ｌ（３７．９ＭＰＧ（マイル／ガロン））の燃料経済性が予測されている。この同じ例示的ハイブリッド車両装置１２は、走行開始に先立って、運転サイクルの完全な事前知識を使用して運転され、且つ、走行終了時におけるバッテリ２２．１の充電状態が走行開始時におけるバッテリ２２．１の充電状態と同じになるように運転が制約される。このハイブリッド車両装置１２は、たとえば約６００秒後に発電機１６を停止し、約１２４０秒後に発電機１６を再始動することによって１９．５ｋｍ／ｌ（４５．９ＭＰＧ）の対応する燃料経済性を達成するように制御できることが予測される。このような制御スケジュールは、特定の運転サイクル、たとえばＦＴＰ都市サイクルに適合されているため、一般に「サイクル・ビータ」と呼ばれているが、車両１４を他の運転サイクルで運転する場合は必ずしも満足すべき結果を提供する必要はない。しかし、本発明によるエネルギー管理装置１０により、特定の日の特定の時間における車両１４の特定の運転パターンに結合した予想される特定の運転スケジュールを大いに期待することができ、異なる日または時間に結合した異なる運転パターンに対する異なる運転スケジュールの予測を期待できる。したがって、この事前知識の与えられた改良型総合運転効率にこの制御スケジュールを適合させることのできる範囲まで、本発明によるエネルギー管理装置１０により、関連する制御スケジュールの頑健なサイクル依存型最適化が提供される。
【００６６】
たとえば、例示のハイブリッド車両装置１２が負荷追従で動作し、エネルギー蓄積装置２２の充電に使用する電力が１キロワット追加され、且つ、発電機１６が、惰力走行（コーストダウン）中及び停止状態中を含めて動作中である場合、１２７０秒で発電機１６が停止し、関連する燃料経済性は、１７．２ｋｍ／ｌ（４０．４ＭＰＧ）になることが予測される。例示のハイブリッド車両装置１２が負荷追従で動作し、エネルギー蓄積装置２２の充電に使用する電力が２．５キロワット追加され、且つ、発電機１６が、コーストダウン中及び停止状態中を含めて動作中である場合、１１０８秒で発電機１６が停止し、関連する燃料経済性は、１９．１ｋｍ／ｌ（４５．０ＭＰＧ）になることが予測される。例示のハイブリッド車両装置１２が負荷追従で動作し、エネルギー蓄積装置２２の充電に使用する電力が６．７キロワット追加され、且つ、発電機１６が、コーストダウン中及び停止状態中を含めて動作中である場合、７９０秒で発電機１６が停止し、関連する燃料経済性は、１８．１ｋｍ／ｌ（４２．４ＭＰＧ）になることが予測される。例示のハイブリッド車両装置１２が負荷追従で動作し、エネルギー蓄積装置２２の充電に使用する電力が１０．０キロワット追加され、且つ、発電機１６が、コーストダウン中及び停止状態中を含めて動作中である場合、６１１秒で発電機１６が停止し、関連する燃料経済性は、１７．９ｋｍ／ｌ（４２．０ＭＰＧ）になることが予測される。発電機１６は、現行の走行の特定の運転サイクルであれ、或いは予想される次の走行の特定の運転サイクルであれ、その特定の運転サイクルの比較的過剰要求（すなわちエネルギー／電力過剰要求）部分の間、動作させることが有利である。したがって、例示のハイブリッド車両装置１２の場合、経路コンピュータ装置４８が、特定の運転パターンとしてＦＴＰ都市サイクルを予測すると、例示的ハイブリッド車両装置１２は負荷追従で動作し、エネルギー蓄積装置２２の充電に使用する電力が２．５キロワット追加され、且つ、発電機１６が、コーストダウン中及び停止状態中を含めて動作し、それにより１１０８秒で発電機１６が停止し、１９．１ｋｍ／ｌ（４５．０ＭＰＧ）の燃料経済性が提供される。次の走行が開始されると、ハイブリッド車両装置１２は、たとえば、関連する運転パターンを予測できるまで、最初はバッテリ２２．１または発電機１６のいずれかで動作し、関連する運転パターンを予測することができると、次の走行に結合した運転パターンに対して最適化された制御スケジュールに従って、たとえば、エネルギー蓄積装置２２にエネルギーを蓄積するために、コーストダウン中または停止状態の間、比較的実質的な負荷要求期間の間、発電機１６を動作させることによって動作し、それにより関連する目的地１１４への到達に先立って、潜在エネルギーが回収される方法で発電機１６が停止する。
【００６７】
発電機１６によって生成される過剰電力をエネルギー蓄積装置２２に蓄積することができるか否かは、通常、過剰電力の生成される時期によって決まることに留意されたい。たとえば、バッテリ２２．１エネルギー蓄積装置２２の充電状態が過度に高い場合、バッテリ２２．１は、関連する過剰電力のすべてを蓄積するために必要な追加電荷を受け取ることはできない。したがって、総合装置効率の低下を回避するためには、過剰電力は、関連するすべての電荷をバッテリ２２．１が受け取ることのできる状態にある場合に提供されるように、そのタイミングを図る必要がある。バッテリ２２．１が比較的低充電状態にある場合は、バッテリは、バッテリ設計のガイドラインに矛盾することなく、関連する電荷を受け取り、且つ、蓄積することができるため、相当な量の過剰電力が有効である。それとは逆に、バッテリ２２．１が比較的高充電状態にある場合、バッテリは、関連する電荷の一部またはすべてをバッテリ２２．１に蓄積することができないため、通常、相当な量の過剰電力が無駄になり、関連する過剰電力が廃棄されることになる。
【００６８】
回生制動によって回収されるエネルギーは、ＦＴＰ都市サイクルに対する例示的ハイブリッド車両装置１２の燃料経済性を、１９．１ｋｍ／ｌ（４５ＭＰＧ）から２２．１ｋｍ／ｌ（５２ＭＰＧ）まで、約３ｋｍ／ｌ（７ＭＰＧ）向上させることが期待される。
【００６９】
通常、運転パターンが予測され、図１０に示す連結リスト・データ構造１４６に示すような経路情報が提供されると、オフライン最適化を使用して予め決定されている関数若しくはテーブルのいずれかを使用して、または運転パターンが出現する毎に、常に、１つ又は複数の既知の最適化技法（たとえば、線形計画法、非線形計画法若しくは動的計画法）を使用したオンライン最適化を使用して、発電機１６及びエネルギー蓄積装置２２を制御するための関連する制御スケジュールを決定することができる。たとえば、「サイクル・ビータ」制御戦略の開発に使用した技法と同じ技法を使用して、エネルギー管理装置１０の使用する最適化または準最適化制御スケジュールを決定することができる。
【００７０】
以上、添付の図面を参照して、特定の実施例について詳細に説明し、且つ、示したが、開示したすべての教示に照らして、これらの詳細に対する様々な改変及び代替の開発が可能であることは、当分野の技術者には理解されよう。したがって、開示した特定の構造は単なる説明目的のものに過ぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。本発明の範囲は、すべて、特許請求の範囲の各請求項及びそのすべての等価物に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】エネルギー管理装置の組み込まれたハイブリッド車両装置のブロック図。
【図２】タービン発電機を示す図。
【図３】内燃機関発電機を示す図。
【図４】様々な道路部分、交差点、目的地及び目的地サークルを含んだ地図の一部を示すグラフ。
【図５】関連する道路リスト、目的地サークル・リスト及び交差点リストに関連する位置座標を提供するデータ構造を示す表。
【図６ａ】図５に示すデータ構造に連結される道路リストのデータ構造を示す表。
【図６ｂ】図６ａに示すデータ構造に連結される道路特性データのデータ構造を示す表。
【図７ａ】図５に示すデータ構造に連結される目的地サークル・リストのデータ構造を示す表。
【図７ｂ】図７ａに示すデータ構造によって参照される目的地サークル・データのデータ構造を示す表。
【図７ｃ】図７ｂに示すデータ構造に連結される、特定の目的地サークルに結合される目的地をリストするデータ構造を示す表。
【図７ｄ】図７ｃに示すデータ構造によって参照される各目的地の特性をリストするデータ構造を示す表。
【図８ａ】図５に示すデータ構造に連結される交差点リストのデータ構造を示す表。
【図８ｂ】図８ａに示すデータ構造によって参照される交差点データのデータ構造を示す表。
【図８ｃ】図８ｂに示すデータ構造に連結される、特定の交差点目的地で交差する道路のリストのデータ構造を示す表。
【図８ｄ】図８ｂに示すデータ構造に連結される、特定の交差点から到達することのできる目的地のリストのデータ構造を示す表。
【図９】各目的地に結合した可能な次の目的地のデータ構造を示す表。
【図１０】図９に示すデータ構造に連結される、特定の運転パターンに結合した特定の経路のデータ構造を示す表。
【図１１】エネルギー管理装置によるエネルギー管理制御プロセスの流れ図。
【図１２】図１１に示すプロセスによって呼び出される経路応答制御プロセスの流れ図。
【図１３】図１２に示すプロセスによって呼び出される経路処理プロセスの流れ図。
【図１４】図１３に示すプロセスによって呼び出される予測経路処理プロセスの流れ図。
【符号の説明】
【００７２】
１０  エネルギー管理装置
１２、１２．１、１２．２  ハイブリッド車両装置
１４  車両
１６、１６．１、１６．２  発電機
１６’  原動機
１６”  燃料電池
１８  電力制御器
２０  走行用モータ
２２  エネルギー蓄積装置
２２．１  バッテリ
２３、２３．１、２３．２  軸動力
２４  最終駆動装置
２６  発電機または交流発電機
２６’  電力変換器
２６．１  電気交流発電機
２７  電力
２８  燃料
３０  空気
３０．１  圧縮空気
３０．２  加熱圧縮空気
３２  排気
３２．１  高温排気
３４  発電機制御器
３６、３６．１  点火装置
３６．２  火花点火装置
３８  始動機制御装置
４０  動作状態の測値
４２  車両位置センサ
４４  地図データベース
４６  車両速度または距離センサ
４８  経路コンピュータ装置
５０  記憶装置
５２  走行用モータ制御器
５４  固定電力源
５６  環境センサ
５８  道路または環境情報装置
６０  操作者
６０．１  運転者
６２  操作者インタフェース
６４  復熱タービン機関
６６  圧縮機
６８  復熱装置
６８．１  第１の流路
６８．２  第２の流路
７０  熱
７２、８４  燃焼室
７４、９０  燃料制御器
７６  タービン
７８  内燃機関
８０  歯車列
８２  入口マニホルド
８６  機関機構
８８  スロットル制御器
９２  排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁
１００  地図
１０２：ｉ  経度
１０４：ｊ  緯度
１０６  ロケーション・セル（ノード）
１０８：１０８．１、１０８．２、１０８．３  道路
１１０：１１０．１、１１０．２、１１０．３  交差点
１１２  ノード
１１４：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  目的地
１１４．１：Ａ  第１の目的地
１１４．２：Ｂ  第２の目的地
１１６：１１６．１、１１６．２、１１６．３  目的地サークル
１１８  高度
１２０、１３０、１３４、１３８、１４４  データ構造
１２２  記録
１２４、１２６、１２８、１３２、１３６、１４０、１４２、１４６  連結リスト・データ構造
１１００  エネルギー管理制御プロセス
１２００  経路応答制御プロセス
１３００  経路処理プロセス
１４００  予測経路処理プロセス
【図１】
2005282569.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005282569.tif 000005
【図４】
2005282569.tif 000006
【図５】
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【図６ａ】
2005282569.tif 000008
【図６ｂ】
2005282569.tif 000009
【図７ａ】
2005282569.tif 000010
【図７ｂ】
2005282569.tif 000011
【図７ｃ】
2005282569.tif 000012
【図７ｄ】
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【図８ａ】
2005282569.tif 000014
【図８ｂ】
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【図８ｃ】
2005282569.tif 000016
【図８ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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