JP2020505263A - ハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)通ることになるルートをナビゲーションシステムによって入手することと、
b)前記ルートを連続的なセクションに分割することと、
c)前記セクションの特性を表現する属性を各セクションに対して入手することと、
d)前記セクションのそれぞれに対して、また前記セクションの属性を考慮して、セクションにわたるハイブリッド自動車の燃料消費をハイブリッド自動車の電気エネルギー消費にリンクさせる関係を、燃料消費値を電気エネルギー消費値とリンクさせる複数の所定の関係の中から選択することと、
e)最適点の全てが、ルート全体にわたってトラクションバッテリの老朽化を最小化し、前記ルートの終点においてトラクションバッテリの放電を最大化するように、選択された関係のそれぞれにおいてトラクションバッテリの健康状態を保持するための最適点を判断することと、
f)前記最適点の座標の関数として、ルート全体に沿って、自動車の燃料消費および電流消費を管理するための設定値を構築することと
を行うステップを含む。
− 保持関係の値は、ルートの中で、トラクションバッテリの最適使用範囲におけるトラクションバッテリの使用を管理設定値が優先するように、トラクションバッテリのエネルギー状態が最適使用範囲内にあるときに減少する。
− 保持関係の値は、目的地まで踏破されることになる距離が増加するときに減少し、好ましくは車の最大電気航続距離が減少し、目的地に到着するために車が踏破することになる残りの距離より小さいときに、管理設定値は、ルートの終点においてトラクションバッテリを放電するように、電気エンジンの使用を優先する。
− 保持関係は、活性化関数と重み関数の積に依存し、活性化関数の値は、選択された関係のそれぞれにおけるトラクションバッテリの健康状態を保持するための最適点の判断において保持関係の影響を最小化するように、例えば目的地に到着するために車が踏破することになる残りの距離の2倍より、車の最大電気航続距離が小さくなり得るときに最小になる。
− 保持関係は、活性化関数と重み関数の積に依存し、重み関数の値は、最適点の判断において保持関係の影響を最小化するように、トラクションバッテリのエネルギー状態が、トラクションバッテリの最適使用範囲外にあるときに最小になり、保持関係は、値1に至るのが好ましい。
− 活性化関数の値は、目的地に到着するために踏破されることになる距離が減少するときに最大になり、好ましくは、活性化関数の値は、ルートの終点においてトラクションバッテリの完全な放電を可能にするように、目的地に到着するために車が踏破することになる残りの距離の8倍より、車の最大電気航続距離が小さいときに最大になる。
− 活性化関数は、車によって踏破されることになる残りの距離より、ハイブリッド車の最大電気航続距離が小さいときに最大になることが可能である。
− 活性化関数は、2倍より大きいこと、また好ましくは、車の最大電気航続距離の6倍より大きいことが可能である。
− 活性化関数の値は、活性化関数の最小値と活性化関数の最大値との間で線形的に変化する。
− 重み関数の値は、電気エンジンのトラクションバッテリが、トラクションバッテリの最適使用範囲で動作しているときに、管理設定値が電気エンジンの使用を優先するように、トラクションバッテリのエネルギー状態が、トラクションバッテリの最適使用範囲の中央にあるときに最大になる。
− 重み関数の値は、トラクションバッテリの最適使用範囲の中央の両側で対称的に変化する。
− 例えば、重み関数は、トラクションバッテリの最適使用範囲の10%を超える範囲にわたる、好ましくは、50%を超える範囲にわたる、最大値を有することができる。
− トラクションバッテリの最適使用範囲は、トラクションバッテリの最大充電の60%から80%の間である。
− 保持関係は、保持関係の値の変化の大きさを制御するように、最大重み値を含む。
− 最大重み値は、好ましくは、定数であり、0.1から1の間である。
− 保持関係は、活性化関数、重み関数、および最大重み値の積に比例する。
− 通ることになるルートを入手すること
− 前記ルートを連続的な隣接セクションTiに分割すること
− 本セクションTiの特性を表現する属性FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMSを各セクションTiに対して入手すること
− セクションにわたるハイブリッド自動車の各燃料消費値CCを、トラクションバッテリの充電値または放電値ΔSOEとリンクさせる(ここで基準曲線CEjと呼ばれる)関係を、本セクションTiの属性FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMSを考慮して、セクションTiのそれぞれに対して判断すること
− トラクションバッテリの健康状態SOH(state of health)を最適に保持するため、および前記ルートの終点においてトラクションバッテリの完全な放電を実現するために、各基準曲線CEjの最適点Piを判断すること、ならびに
− 前記最適点Piの座標の関数としてエネルギー管理設定値を構築すること
ここでΨ0、Ψ1、Ψ2は、多項式の係数である。
Ψ0’=Ψ0+K.RGi [2]
ここで、Kは、検討中の車両モデルおよび車両モデルの特徴に依存する値における係数である(例として、K=0.01327l.km−1が、ここで考慮されることが可能である)。
ここで、
は、セクションにわたる平均速度を(km/hで)表す。この値は、この値がトラフィックの速度の値に、または統計学的平均速度に、または認められた制限速度に等しくなるということを推定することによって、地理位置情報およびナビゲーションシステムによって直接的に供給されることが可能である。
f(di,SOEi)=g(di,SOEi)+h(d(i,N),SOE(i,N)) [4]
ここで、
− 関数g(di,SOEi)は、(ルートの出発点に対応する)最初のノードからノードiに到達して、前のノードの全てを通るように、距離diを踏破するための全体的なエネルギーコストSOEiを表し、
− 関数h(d(i,N),SOE(i,N))は、ノードiから(最終目的地に対応する)最終ノードNに到達するために、残りの距離d(i,N)を踏破するための残りのエネルギーコストSOE(i,N)の推定を表す。
および
ここで、
− liは、セクションiの長さであり、
− ΔSOE(i−1,i)は、ノードiの前のセクションにわたるトラクションバッテリの充電状態の変化であり、
−
は、ノードiの前のセクションにわたるハイブリッド車の燃料消費である。
ここで、
− ΔSOE(x,y)は、ノードxとノードyによって境界を示されたセクションにおける、進んだキロメートルあたりのトラクションバッテリの充電状態の変化を表し、
−
は、ノードxとノードyの間のトラクションバッテリの充電状態の平均値を表し、
− Rxは、ノードxと最終ノードNとの間の距離を表し、
−
は、ノードiに対して上記の方程式[1]において定義されたような関数を表す。
ここで、
− fact(Rx)は、活性化関数を表し、ここで、Rxは、ハイブリッド車の最終目的地に到達するために、ハイブリッド車によって踏破されることになる距離であり、
−
は、重み関数を表し、
− SOErecは、トラクションバッテリの使用最適値の推奨範囲の中央値を表し、ここで、
であり、
− pmaxは、最大重み値を表す。
− Rminは、これより小さい距離には重み付けが適用されない最小距離を表し(ffac(Rx)=0、ここでRT<Rmin)、例として、Rminの値は、キロメートルで、車の最大電気航続距離(lAER)の2倍に対応することが可能であり、
− Rmaxは、この距離を超えると重み付けの100%が適用される距離を表し(ffac(Rx)=1、ここでRT>Rmax)、例として、Rmaxの値は、キロメートルで、車の最大電気航続距離(AER)の6倍に対応することが可能である。
− 確率の合計の計算がこの属性に割り当てられた確率の値を考慮しないこと
− または計算が未知の値を所定の値で置き替えること
Claims (10)
- 燃料を供給される内燃機関、およびトラクションバッテリによって供給される電気エンジンを備えるハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法であって、
a)通ることになるルートをナビゲーションシステムによって入手することと、
b)前記ルートを連続的なセクション(Ti)に分割することと、
c)前記セクション(Ti)の特性を示す属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を各セクション(Ti)に対して入手することと、
d)前記セクション(Ti)のそれぞれに対して、前記セクション(Ti)の属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を考慮して、前記セクション(Ti)にわたる前記ハイブリッド自動車の燃料消費(CC)を前記ハイブリッド自動車の電気エネルギー消費(ΔSOE)にリンクさせる関係(CEj)を、前記燃料消費値(CC)を前記電気エネルギー消費値(ΔSOE)とリンクさせる複数の所定の関係(CEj)の中から選択することと、
e)最適点(Pi)の全てが、前記ルート全体にわたって前記トラクションバッテリの老朽化を最小化し、前記ルートの終点において前記トラクションバッテリの放電を最大化するように、前記選択された関係(CEj)のそれぞれにおいて前記トラクションバッテリの健康状態(SOH)を保持するための前記最適点(Pi)を判断することと、
f)前記最適点(Pi)の座標の関数として、前記ルート全体に沿って、前記自動車の前記燃料消費および前記電流消費を管理するための設定値を構築することと
を行うステップを実行するという点で特徴づけられる、ハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。 - ステップe)において、各セクション(Ti)に対して選択された前記関係(CEj)のそれぞれにおける前記最適点(Pi)の前記判断が、前記トラクションバッテリの前記健康状態(SOH)を保持するための保持関係(rpre)によって重み付けされた、前記セクション(Ti)全体にわたる前記燃料消費に依存する、請求項1に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記保持関係(rpre)の値が、前記トラクションバッテリの前記エネルギー状態(SOE)が、最適使用範囲[SOEmin’;SOEmax’]内にあるときに減少する、請求項1または2に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記保持関係(rpre)の前記値が、目的地に到着するために踏破されることになる距離が増加するときに減少する、請求項2または3に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記保持関係(rpre)が、活性化関数(fact)と重み関数(fpond)の積に依存し、前記最適点(Pi)の前記判断において前記保持関係(rpre)の影響を最小化するように、踏破されることになる残りの距離が、前記車の最大電気航続距離(AER)に基づいて判断される第1の閾値より小さいときに、前記活性化関数(fact)の値が最小になる、請求項2から4のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記保持関係(rpre)が、活性化関数(fact)と重み関数(fpond)の積に依存し、前記最適点の前記判断において前記保持関係(rpre)の影響を最小化するように、前記トラクションバッテリの前記エネルギー状態(SOE)が、前記トラクションバッテリの前記最適使用範囲[SOEmin’;SOEmax’]外にあるときに前記重み関数(fpond)の値が最小になる、請求項2から5のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記活性化関数(fact)の前記値が、前記目的地に到着するために踏破されることになる前記距離が減少するときに最大になる、請求項5または6に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記重み関数(fpond)の前記値が、前記トラクションバッテリの前記エネルギー状態(SOE)が、前記トラクションバッテリの前記最適使用範囲[SOEmin’;SOEmax’]の中央にあるときに最大になる、請求項5から7のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記重み関数(fpond)が、前記トラクションバッテリの前記最適使用範囲[SOEmin’;SOEmax’]の10%を超える範囲にわたる最大値を有する、請求項5から8のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
- 前記トラクションバッテリの前記最適使用範囲[SOEmin’;SOEmax’]が、60%から80%の間である、請求項3から9のいずれか一項に記載のハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法。
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