JP2022082371A - Engine start-up control method and engine start-up control device - Google Patents

Engine start-up control method and engine start-up control device Download PDF

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瑛文 小石
Akifumi Koishi
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Abstract

To provide optimized engine start-up control method and engine start-up control device which reduce energy consumption including fuel and electric power necessary for starting up an engine.SOLUTION: An engine start-up control method enables an engine to reach a target engine operation point through driving the same using fuel after motoring thereof. The engine start-up control method also enables the engine to be started up at a low rotation speed or a high rotation speed. In the engine start-up control method, a charging rate of a battery in a predetermined time section related to control is calculated on the basis of an analysis with respect to a present running pattern of a vehicle. When the charging rate in the predetermined section is higher than a predetermined value, the engine is started-up at the high rotation speed in the predetermined section. When the charging rate in the predetermined section is lower than the predetermined value, the engine is started up at the low rotation speed in the predetermined section.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンの始動制御方法及び始動制御装置に関する。 The present invention relates to a start control method and a start control device for an engine mounted on a vehicle.

特許文献1には、エンジンの冷却水温や、クランキングモータに電力を供給するバッテリの出力可能電力に応じてエンジンの始動方法を切り替えるハイブリッド車両が提案されている。具体的には、特許文献1に係る車両では、エンジンの水温が低く、クランキングモータ用のバッテリが低出力である状態においては、低回転で摩擦の低減を待ってから、燃料を用いてエンジンを始動させる二段階始動を採用している。また、特許文献1に係る車両では、エンジンを上記の二段階始動で始動させるときに、クランキングモータ用のバッテリの出力パワーと、車両の共振周波数帯を考慮して、クランキング時のエンジンの回転数を設定する。 Patent Document 1 proposes a hybrid vehicle that switches the engine starting method according to the cooling water temperature of the engine and the outputable power of the battery that supplies power to the cranking motor. Specifically, in the vehicle according to Patent Document 1, in a state where the water temperature of the engine is low and the battery for the cranking motor has a low output, the engine is used with fuel after waiting for the reduction of friction at low rotation speed. The two-stage start is adopted. Further, in the vehicle according to Patent Document 1, when the engine is started by the above-mentioned two-step start, the output power of the battery for the cranking motor and the resonance frequency band of the vehicle are taken into consideration, and the engine at the time of cranking is used. Set the number of revolutions.

特開2011-047348号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-047348

ハイブリッド車両においては、クランキングで到達させるエンジンの回転数(クランキングによる目標到達回転数)は概ね任意に設定することができる。一方で、本発明者等は、クランキングの目標到達回転数によっては、エンジンの始動のための燃料その他のエネルギー消費の総量が変化することを見出した。しかし、特許文献1の制御では、クランキングの目標到達回転数によって燃料等の総消費量(エンジンの始動で消費される全エネルギー)が変化することが考慮されておらず、燃費や電費が悪くなることがある。 In the hybrid vehicle, the engine speed to be reached by cranking (target rotation speed by cranking) can be set almost arbitrarily. On the other hand, the present inventors have found that the total amount of fuel and other energy consumption for starting the engine changes depending on the target rotation speed of cranking. However, in the control of Patent Document 1, it is not considered that the total consumption of fuel and the like (total energy consumed at the start of the engine) changes depending on the rotation speed at which the target of cranking is reached, and the fuel consumption and the electricity cost are poor. May become.

本発明は、エンジンの始動に必要な燃料や電力等を含め、エネルギー消費が低減された最適化されたエンジン始動制御方法及びエンジン始動制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an optimized engine start control method and engine start control device in which energy consumption is reduced, including fuel and electric power required for starting an engine.

本発明のある態様は、バッテリから供給される電力によって駆動力を発生するモータと、バッテリに供給する電力を生成するジェネレータと、ジェネレータを駆動するエンジンと、を有する車両で実行され、エンジンを始動させるときに、ジェネレータを用いてエンジンをモータリングした後に、燃料を使用してエンジンを駆動することにより、エンジンの目標とする動作点である目標エンジン動作点に到達させるエンジン始動制御方法である。このエンジン始動制御方法では、モータリングによって到達させるエンジンの回転数であるモータリング回転数を低く設定する低回転始動と、モータリング回転数を高く設定する高回転始動と、のいずれかでエンジンを始動させる。このとき、車両の現在の走行パターンに係る分析に基づいて、所定区間におけるバッテリの充電率が算出される。そして、所定区間におけるバッテリの充電率が予め定める所定値よりも高くなる場合には、所定区間におけるエンジンの始動は高回転始動によって行われる。一方、所定区間におけるバッテリの充電率が所定値よりも低くなる場合には、所定区間におけるエンジンの始動は低回転始動によって行われる。 One embodiment of the present invention is executed in a vehicle having a motor that generates driving force by electric power supplied from a battery, a generator that generates electric power supplied to the battery, and an engine that drives the generator, and starts an engine. This is an engine start control method in which the engine is driven by using fuel after the engine is motorized by using a generator to reach the target engine operating point, which is the target operating point of the engine. In this engine start control method, the engine is operated by either a low rotation start in which the motoring rotation speed, which is the rotation speed of the engine reached by motoring, is set low, or a high rotation start in which the motoring rotation speed is set high. Start. At this time, the battery charge rate in the predetermined section is calculated based on the analysis related to the current traveling pattern of the vehicle. When the charge rate of the battery in the predetermined section becomes higher than the predetermined value, the engine is started in the predetermined section by high rotation start. On the other hand, when the charge rate of the battery in the predetermined section becomes lower than the predetermined value, the engine is started in the predetermined section by low rotation start.

本発明によれば、エンジンの始動に必要な燃料や電力等を含め、エネルギー消費が低減された最適化されたエンジン始動制御方法及びエンジン始動制御装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an optimized engine start control method and an engine start control device in which energy consumption is reduced, including fuel and electric power required for starting an engine.

図1は、車両の概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vehicle. 図2は、エンジンの始動に係るコントローラの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a controller related to engine starting. 図3は、バッテリの充電率に応じたエンジンの始動プロファイルの切り替えを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing switching of an engine starting profile according to a battery charge rate. 図4は、バッテリの充電率に対する閾値の変動を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the fluctuation of the threshold value with respect to the charge rate of the battery. 図5は、変形例におけるエンジンの始動プロファイルの切り替えを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing switching of the engine starting profile in the modified example. 図6は、始動プロファイルに応じたエンジン回転数、クランキングパワー、燃料消費、及び、等価燃料消費の推移の一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of changes in engine speed, cranking power, fuel consumption, and equivalent fuel consumption according to the starting profile. 図7は、始動時クランキング電力、目標到達までの燃料消費、及び、目標到達までの発電量の始動プロファイルに応じた大小を示す表である。FIG. 7 is a table showing the magnitude of the cranking power at the time of starting, the fuel consumption until the target is reached, and the amount of power generation until the target is reached according to the starting profile. 図8は、目標エンジン回転数に応じたモータリング回転数と等価燃料消費の関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the motoring rotation speed and the equivalent fuel consumption according to the target engine rotation speed. 図9は、遷移し得るエンジンの動作点の候補を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing candidates for operating points of the engine that can be transitioned. 図10は、発電するとき燃費が最良となる動作点を決定するときに参照されるグラフである。FIG. 10 is a graph referred to when determining an operating point that provides the best fuel economy when generating electricity. 図11は、基本等価燃料消費の例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of basic equivalent fuel consumption. 図12は、総合等価燃料消費の例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of total equivalent fuel consumption. 図13は、第1の方法による第2実施形態のエンジン始動方法を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the engine starting method of the second embodiment according to the first method. 図14は、第2の方法による第2実施形態のエンジン始動方法を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing the engine starting method of the second embodiment according to the second method. 図15は、第1の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数を変数としたエンジン始動方法を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing an engine starting method with a conversion coefficient as a variable when the engine starting method of the second embodiment is executed by the first method. 図16は、第2の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するとkに、変換係数を変数としたエンジン始動方法を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an engine starting method with a conversion coefficient as a variable when the engine starting method of the second embodiment is executed by the second method.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、車両100の概略構成を示す説明図である。図1に示すように、車両100は、いわゆるシリーズ方式のハイブリッド車両である。車両100は、モータ10、バッテリ11、ジェネレータ12、エンジン13、補機14、及び、コントローラ20を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a vehicle 100. As shown in FIG. 1, the vehicle 100 is a so-called series type hybrid vehicle. The vehicle 100 includes a motor 10, a battery 11, a generator 12, an engine 13, an auxiliary machine 14, and a controller 20.

モータ10は、車両100の駆動力源として機能する電動機である。すなわち、モータ10はいわゆる駆動モータであり、バッテリ11から供給される電力によって駆動力を発生する。具体的には、モータ10の出力軸は減速機16を介してドライブシャフト17と接続する。このため、車両100では、モータ10の出力により、駆動輪18にトルクが発生する。 The motor 10 is an electric motor that functions as a driving force source for the vehicle 100. That is, the motor 10 is a so-called drive motor, and the driving force is generated by the electric power supplied from the battery 11. Specifically, the output shaft of the motor 10 is connected to the drive shaft 17 via the speed reducer 16. Therefore, in the vehicle 100, torque is generated in the drive wheels 18 due to the output of the motor 10.

バッテリ11は、モータ10と電気的に接続しており、モータ10に電力を供給する。回生制御時には、バッテリ11に回生電力が回収される。また、バッテリ11は、ジェネレータ12と接続しており、ジェネレータ12が生成する電力によって充電される。 The battery 11 is electrically connected to the motor 10 and supplies electric power to the motor 10. At the time of regenerative control, the regenerative power is recovered by the battery 11. Further, the battery 11 is connected to the generator 12 and is charged by the electric power generated by the generator 12.

ジェネレータ12は、バッテリ11に供給する電力を生成する発電機(発電モータ)である。ジェネレータ12は減速機19を介して接続されたエンジン13に接続されている。電力を生成するときには、ジェネレータ12は、エンジン13によって駆動される。また、ジェネレータ12は、エンジン13を始動させるときに、バッテリ11の電力を使用してエンジン13を空回し(以下、モータリングという)することによりクランキングする。エンジン13を始動させるときに、モータリングによって到達させるエンジン回転数の目標(以下、モータリング回転数という。)は、概ね任意に設定(調節)可能である。 The generator 12 is a generator (power generation motor) that generates electric power to be supplied to the battery 11. The generator 12 is connected to the engine 13 connected via the reducer 19. When generating electric power, the generator 12 is driven by the engine 13. Further, when the engine 13 is started, the generator 12 cranks the engine 13 by idling (hereinafter, referred to as motoring) using the electric power of the battery 11. When starting the engine 13, the target of the engine rotation speed to be reached by motoring (hereinafter referred to as the motoring rotation speed) can be set (adjusted) almost arbitrarily.

エンジン13は、ガソリンその他の燃料を燃焼させることによって駆動する内燃機関(ICE)である。前述のように、エンジン13は車両100における直接的な走行駆動力源として用いられることはなく、エンジン13はジェネレータ12を駆動することによって、バッテリ11に供給する電力の生成に用いられる。このため、エンジン13は常時駆動されるのではなく、車両の走行中その他のタイミングで、必要に応じて始動される。エンジン13を始動するタイミングや出力は、バッテリ11の残量等に応じた車両100の走行パターンの分析等に基づいて、コントローラ20によって制御される。 The engine 13 is an internal combustion engine (ICE) driven by burning gasoline or other fuel. As described above, the engine 13 is not used as a direct driving force source for the vehicle 100, but the engine 13 is used to generate electric power to be supplied to the battery 11 by driving the generator 12. Therefore, the engine 13 is not always driven, but is started as needed while the vehicle is running or at other timings. The timing and output of starting the engine 13 are controlled by the controller 20 based on the analysis of the traveling pattern of the vehicle 100 according to the remaining amount of the battery 11 and the like.

補機14は、車両100を構成するその他の具体的な機器類である。本実施形態においては、補機14は、特に、バッテリ11の電力を消費する負荷をいう。例えば、バッテリ11が出力する直流電圧を交流電圧に変換するインバータは、補機14に属する。 The auxiliary machine 14 is another specific device constituting the vehicle 100. In the present embodiment, the auxiliary device 14 particularly refers to a load that consumes the electric power of the battery 11. For example, the inverter that converts the DC voltage output by the battery 11 into the AC voltage belongs to the auxiliary machine 14.

コントローラ20は、モータ10、バッテリ11、ジェネレータ12、及び、エンジン13等、車両100の各部を統括的に制御するコンピュータである。例えば、コントローラ20は、エンジン13を始動させるときに、ジェネレータ12を用いてエンジン13をモータリングした後に、燃料を使用してエンジン13を駆動することにより、エンジン13の目標とする動作点である目標エンジン動作点に到達させる。すなわち、コントローラ20は、車両100におけるエンジン始動装置を構成する。コントローラ20は、例えば、中央演算装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び、入出力インタフェース(I/Oインタフェース)等から構成される。また、コントローラ20は、各部の制御を予め定められた所定の制御周期で定期的に実行するようにプログラムされている。 The controller 20 is a computer that collectively controls each part of the vehicle 100 such as the motor 10, the battery 11, the generator 12, and the engine 13. For example, the controller 20 is a target operating point of the engine 13 by driving the engine 13 with fuel after motorizing the engine 13 with the generator 12 when starting the engine 13. Reach the target engine operating point. That is, the controller 20 constitutes the engine starting device in the vehicle 100. The controller 20 is composed of, for example, a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), an input / output interface (I / O interface), and the like. Further, the controller 20 is programmed to periodically execute control of each unit at a predetermined control cycle.

また、コントローラ20は、車両100の各部から必要に応じて動作状態等に係る情報(以下、車両情報という)を取得することができる。例えば、コントローラ20は、車両100の操作情報、温度/環境情報、及び、走行パターンの分析や予測(走行予測)に必要な情報等のその他の情報を任意のタイミングで取得できる。操作情報は、例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、及び、シフトレバー等の操作状態を表す情報である。温度/環境情報は、例えば、車両100を構成する各部の温度、排気ガス等の温度、その他の車両100を構成する各部の動作状態または動作環境を表す情報、及び、バッテリ11の充電率(以下、SOC(State Of Charge)という)等である。 Further, the controller 20 can acquire information related to the operating state and the like (hereinafter referred to as vehicle information) from each part of the vehicle 100 as needed. For example, the controller 20 can acquire other information such as operation information of the vehicle 100, temperature / environment information, and information necessary for analysis and prediction (running prediction) of a running pattern at an arbitrary timing. The operation information is, for example, information representing an operation state of a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal, a shift lever, and the like. The temperature / environmental information includes, for example, the temperature of each part constituting the vehicle 100, the temperature of exhaust gas, information indicating the operating state or operating environment of other parts constituting the vehicle 100, and the charge rate of the battery 11 (hereinafter referred to as “charge rate”). , SOC (State Of Charge), etc.

なお、図1において、Pm_drivはドライブシャフト17における運動エネルギーの消費(以下、車軸端運動エネルギー消費という。)を表し、Pm_motはモータ10における運動エネルギーの消費(以下、駆動モータ端運動エネルギー消費という)を表す。Pm_genはジェネレータ12における運動エネルギーの消費(以下、発電モータ端運動エネルギー消費という。)を表し、Pm_ICEは、エンジン13における運動エネルギーの消費(以下、ICE端運動エネルギー消費という。)を表す。 In FIG. 1, P m_driv represents the consumption of kinetic energy in the drive shaft 17 (hereinafter referred to as axle end kinetic energy consumption), and P m_mot represents the consumption of kinetic energy in the motor 10 (hereinafter referred to as drive motor end kinetic energy consumption). ). P m_gen represents the consumption of kinetic energy in the generator 12 (hereinafter referred to as power generation motor end kinetic energy consumption), and P m_ICE represents the consumption of kinetic energy in the engine 13 (hereinafter referred to as ICE end kinetic energy consumption).

また、Pe_motはモータ10における電気エネルギーの消費(以下、駆動モータ端電気エネルギー消費という)を表す。Pe_batはバッテリ11における電気エネルギーの消費(以下、バッテリ端電気エネルギー消費という。)を表し、Pe_genは、ジェネレータ12における電気エネルギーの消費(以下、発電モータ端電気エネルギー消費という。)を表す。Pe_otherは、補機14による電気エネルギーの消費(以下、補機消費電力という。)を表す。そして、FCICEは、エンジン13における燃料の消費(以下、燃料消費という)を表す。 Further, P e_mot represents the consumption of electric energy in the motor 10 (hereinafter referred to as the consumption of electric energy at the end of the drive motor). P e_bat represents the consumption of electric energy in the battery 11 (hereinafter referred to as battery end electric energy consumption), and P e_gen represents the consumption of electric energy in the generator 12 (hereinafter referred to as power generation motor end electric energy consumption). P e_other represents the consumption of electrical energy by the auxiliary machine 14 (hereinafter referred to as auxiliary machine power consumption). The FC ICE represents the consumption of fuel in the engine 13 (hereinafter referred to as fuel consumption).

図2は、エンジン13の始動に係るコントローラ20の構成を示すブロック図である。図2に示すように、コントローラ20は、エンジン13の始動を制御するために、走行パターン分析部21、SOC算出部22、及び、始動プロファイル切替部23を備える。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a controller 20 related to starting the engine 13. As shown in FIG. 2, the controller 20 includes a traveling pattern analysis unit 21, an SOC calculation unit 22, and a start profile switching unit 23 in order to control the start of the engine 13.

走行パターン分析部21は、車両100の走行パターンを分析する。車両100の走行パターンとは、車両100の走行等に伴って消費、発生、または、変換等されるエネルギーの量またはその変遷を特定し得る車両情報の組み合わせをいう。したがって、走行パターンの分析とは、車両100の走行等に伴うエネルギーの消費、発生、または、変換等を、車両情報を用いた演算等によって特定し、推定し、または予測することをいう。走行パターンの分析は、過去、現在(走行パターンの分析時点)、及び/または、将来におけるある時点またはある時間的範囲の制御に関する時間的区間(以下、所定区間という)に関して行われる。また、将来における走行パターンの分析(予測)は、例えば、過去及び/または現在の走行パターンに基づいて行うことができる。本実施形態では、走行パターン分析部21は、少なくとも現在の走行パターンを分析する。また、例えば、走行パターンに応じてSOCが変動するので、本実施形態においては走行パターンの分析によってSOCが特定等される。 The travel pattern analysis unit 21 analyzes the travel pattern of the vehicle 100. The traveling pattern of the vehicle 100 refers to a combination of vehicle information that can specify the amount of energy consumed, generated, or converted along with the traveling of the vehicle 100 or its transition. Therefore, the analysis of the traveling pattern means to identify, estimate, or predict the energy consumption, generation, conversion, or the like associated with the traveling of the vehicle 100 by calculation or the like using the vehicle information. The analysis of the running pattern is performed with respect to a time interval (hereinafter referred to as a predetermined section) relating to control of a certain time point or a certain time range in the past, present (time point of analysis of the running pattern), and / or in the future. Further, the analysis (prediction) of the driving pattern in the future can be performed based on, for example, the past and / or the current driving pattern. In the present embodiment, the travel pattern analysis unit 21 analyzes at least the current travel pattern. Further, for example, since the SOC fluctuates according to the traveling pattern, in the present embodiment, the SOC is specified by the analysis of the traveling pattern.

より具体的には、走行パターン分析部21は、少なくとも分析時点(現時点)における車両100の総電力消費Pe_allを特定する。総電力消費Pe_allは、運転者の操作による駆動力の要求等(以下、ドライバ操作という)によって定まる。総電力消費Pe_allは、下記の式(1)に示すように、駆動モータ端電気エネルギー消費Pe_mot、補機消費電力Pe_other、発電モータ端電気エネルギー消費Pe_gen、及び、バッテリ端電気エネルギー消費Pe_batの和である。 More specifically, the traveling pattern analysis unit 21 specifies the total power consumption Pe_all of the vehicle 100 at least at the time of analysis (current time). The total power consumption Pe_all is determined by the demand for driving force by the driver's operation (hereinafter referred to as driver operation). As shown in the following equation (1), the total power consumption P e_all is the drive motor end electric energy consumption P e_mot , the auxiliary power consumption P e_other , the power generation motor end electric energy consumption P e_gen , and the battery end electric energy consumption. It is the sum of Pe_bat .

Figure 2022082371000002
Figure 2022082371000002

下記の式(2)に示すように、車軸端運動エネルギー消費Pm_drivは、駆動モータ端運動エネルギー消費Pm_motと駆動系の伝達効率ηdrivによって定まる。また、下記の式(3)に示すように、駆動モータ端運動エネルギー消費Pm_motは、駆動モータ端電気エネルギー消費Pe_motとモータ10の効率ηmotによって定まる。なお、式(2)及び式(3)は力行時を表しており、回生時はこれら各式の効率(ηdriv及びηmot)は割り算となる。 As shown in the following equation (2), the axle end kinetic energy consumption P m_driv is determined by the drive motor end kinetic energy consumption P m_mot and the drive system transmission efficiency η driv . Further, as shown in the following equation (3), the drive motor end kinetic energy consumption P m_mot is determined by the drive motor end electric energy consumption P e_mot and the efficiency η mot of the motor 10. It should be noted that the equations (2) and (3) represent the time of power running, and the efficiency (η driv and η mot ) of each of these equations is divided at the time of regeneration.

Figure 2022082371000003
Figure 2022082371000003

車軸端運動エネルギー消費Pm_drivは、ドライバ操作による車両100への要求駆動力等に応じて定まる。その結果、式(2)及び式(3)によって、駆動モータ端電気エネルギー消費Pe_motが定まる。すなわち、走行パターン分析部21は、ドライバ操作を表す車両情報に基づいて、式(1)における駆動モータ端電気エネルギー消費Pe_motを特定することができる。また、補機消費電力Pe_otherも、ドライバ操作による車両100への要求駆動力等によって定まる。このため、走行パターン分析部21は、式(1)における補機消費電力Pe_otherを特定することができる。したがって、走行パターン分析部21は、下記の式(4)に示すように、発電モータ端電気エネルギー消費Pe_genとバッテリ端電気エネルギー消費Pe_batの和を特定することができる。これらのことから、走行パターンの分析の結果、発電モータ端電気エネルギー消費Pe_genとバッテリ端電気エネルギー消費Pe_batの配分には自由度がある。 The axle end kinetic energy consumption P m_driv is determined according to the driving force required for the vehicle 100 by the driver operation and the like. As a result, the drive motor end electric energy consumption Pe_mot is determined by the equations (2) and (3). That is, the traveling pattern analysis unit 21 can specify the drive motor end electric energy consumption Pe_mot in the equation (1) based on the vehicle information representing the driver operation. Further, the auxiliary power consumption Pe_other is also determined by the required driving force to the vehicle 100 by the driver operation and the like. Therefore, the traveling pattern analysis unit 21 can specify the auxiliary power consumption Pe_other in the equation (1). Therefore, the traveling pattern analysis unit 21 can specify the sum of the electric energy consumption P e_gen at the power generation motor end and the electric energy consumption P e_bat at the battery end, as shown in the following equation (4). From these facts, as a result of the analysis of the running pattern, there is a degree of freedom in the distribution of the electric energy consumption P e_gen at the power generation motor end and the electric energy consumption P e_bat at the battery end.

Figure 2022082371000004
Figure 2022082371000004

ここで、下記の式(5)に示すように、発電モータ端電気エネルギー消費Pe_genは、発電モータ端運動エネルギー消費Pm_genとジェネレータ12の効率ηgenを用いて表される。そして、下記の式(6)に示すように、発電モータ端運動エネルギー消費Pm_genは、ICE端運動エネルギー消費Pm_ICEと、エンジン13とジェネレータ12間の伝達効率ηICE-genを用いて表される。さらに、下記の式(7)に示すように、ICE端運動エネルギー消費Pm_ICEは、エンジン13の回転数revICEとトルクtrqICEを引数とする所定の関数(あるいはマップ)f(revICE,trqICE)によって定まる。したがって、エンジン13の回転数revICEとトルクtrqICEが定まれば、発電モータ端電気エネルギー消費Pe_genが定まる。その結果、式(4)によって、バッテリ端電気エネルギー消費Pe_batも定まる。そして、エンジン13の回転数revICEとトルクtrqICEはドライバ操作に応じた車両情報である。このため、走行パターン分析部21は、車両情報に基づいた走行パターンの分析により、式(1)の左辺である総電力消費Pe_allと、式(1)の右辺の各項をそれぞれ特定することができる。 Here, as shown in the following equation (5), the electric energy consumption P e_gen at the end of the power generation motor is expressed using the kinetic energy consumption P m_gen at the end of the power generation motor and the efficiency η gen of the generator 12. Then, as shown in the following equation (6), the power generation motor end kinetic energy consumption P m_gen is expressed by using the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE and the transmission efficiency η ICE-gen between the engine 13 and the generator 12. To. Further, as shown in the following equation (7), the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE is a predetermined function (or map) f (rev ICE , trq) with the rotation speed rev ICE and the torque trq ICE of the engine 13 as arguments. ICE ). Therefore, if the rotation speed rev ICE and the torque trq ICE of the engine 13 are determined, the electric energy consumption Pe_gen at the end of the power generation motor is determined. As a result, the battery end electric energy consumption Pe_bat is also determined by the equation (4). The rotation speed rev ICE and torque trq ICE of the engine 13 are vehicle information according to the driver operation. Therefore, the driving pattern analysis unit 21 identifies the total power consumption Pe_all , which is the left side of the equation (1), and the terms on the right side of the equation (1), respectively, by analyzing the traveling pattern based on the vehicle information. Can be done.

Figure 2022082371000005
Figure 2022082371000005

SOC算出部22は、車両100の走行パターンの分析に基づいて、SOCを算出する。SOCの算出とは、SOCの増加または減少の傾向、SOCの増加または減少の速度、及び/または、SOCの増加量または減少量等を、特定または推定することにより、走行パターンに応じて推移するSOCの値を特定または推定することをいう。本実施形態においては、走行パターン分析部21が車両100の現在の走行パターンを分析するので、SOC算出部22は、この現在の走行パターンの分析結果に基づいて、走行パターンの分析時点におけるSOCを算出する。 The SOC calculation unit 22 calculates the SOC based on the analysis of the traveling pattern of the vehicle 100. The calculation of SOC changes according to the driving pattern by specifying or estimating the tendency of increase or decrease of SOC, the speed of increase or decrease of SOC, and / or the amount of increase or decrease of SOC. It refers to specifying or estimating the value of SOC. In the present embodiment, the travel pattern analysis unit 21 analyzes the current travel pattern of the vehicle 100, so that the SOC calculation unit 22 calculates the SOC at the time of analysis of the travel pattern based on the analysis result of the current travel pattern. calculate.

始動プロファイル切替部23は、算出されたSOCに基づいて、所定区間におけるエンジン13の始動プロファイルを切り替える。より具体的には、始動プロファイル切替部23は、SOCに基づいて、所定区間におけるSOCが、予め定める所定値(閾値SOC_t)を超えるか否かを判定する。そして、この判定結果に基づいて、所定区間におけるエンジン13の始動プロファイルを変更する。 The starting profile switching unit 23 switches the starting profile of the engine 13 in a predetermined section based on the calculated SOC. More specifically, the start profile switching unit 23 determines whether or not the SOC in the predetermined section exceeds a predetermined value (threshold value SOC_t) based on the SOC. Then, based on this determination result, the starting profile of the engine 13 in the predetermined section is changed.

始動プロファイルとは、エンジン13の始動させる際の態様(エンジン13の始動方法)を定める設定である。本実施形態においては、始動プロファイル切替部23は、低回転始動プロファイル24と、高回転始動プロファイル25と、を有する。そして、始動プロファイル切替部23は、所定区間におけるSOCに基づいて、その所定区間においてエンジン13を始動させるときに、低回転始動プロファイル24に基づくエンジン13の始動モード(以下、低回転始動という)と、高回転始動プロファイル25に基づくエンジン13の始動モード(以下、高回転始動という)と、のどちらを採用するのかを決定する。したがって、走行パターンが分析された所定区間内でエンジン13を始動させる必要があるときには、コントローラ20は、始動プロファイル切替部23が決定した低回転始動または高回転始動のいずれかの態様でエンジン13を始動させる。 The starting profile is a setting that defines an aspect (starting method of the engine 13) when starting the engine 13. In the present embodiment, the start profile switching unit 23 has a low rotation start profile 24 and a high rotation start profile 25. Then, when the engine 13 is started in the predetermined section based on the SOC in the predetermined section, the start profile switching unit 23 sets the start mode of the engine 13 based on the low rotation start profile 24 (hereinafter referred to as low rotation start). , The start mode of the engine 13 based on the high-speed start profile 25 (hereinafter referred to as high-speed start) or which is to be adopted is determined. Therefore, when it is necessary to start the engine 13 within a predetermined section in which the traveling pattern is analyzed, the controller 20 sets the engine 13 in either a low rotation start or a high rotation start determined by the start profile switching unit 23. Start.

低回転始動とは、モータリング回転数を低く設定するエンジン13の始動モードである。このため、低回転始動では、エンジン13が低回転の状態から燃料を使用して目標エンジン動作点に到達される。低回転始動では、モータリング回転数が低いため、エンジン13の始動のために消費されるバッテリ11の電力が低く抑えられる。その代わりに、エンジン13の始動のために消費される燃料は、高回転始動よりも多くなることがある。すなわち、低回転始動は、燃料を主なエネルギー源として、エンジン13を始動させる始動モーである。 The low rotation speed start is a start mode of the engine 13 that sets the motoring rotation speed low. Therefore, in the low rotation start, the engine 13 reaches the target engine operating point by using fuel from the low rotation state. In the low rotation speed start, since the motoring rotation speed is low, the electric power of the battery 11 consumed for starting the engine 13 can be suppressed to a low level. Instead, the fuel consumed to start the engine 13 may be higher than in a high rpm start. That is, the low rotation start is a start mode for starting the engine 13 using fuel as a main energy source.

高回転始動とは、低回転始動よりも、モータリング回転数を高く設定するエンジン13の始動モードである。このため、高回転始動では、エンジン13が高回転の状態から燃料を使用して目標エンジン動作点に到達される。高回転始動では、モータリング回転数が高く設定されるので、エンジン13の始動のために消費されるバッテリ11の電力は、低回転始動よりも多い。その代わりに、低回転始動よりも、エンジン13の始動のために消費される燃料が少なく抑えられる。すなわち、高回転始動は、バッテリ11の電力を主なエネルギー源として、エンジン13を始動させる始動モードである。 The high rotation speed start is a start mode of the engine 13 in which the motoring rotation speed is set higher than that of the low rotation speed start. Therefore, in the high rotation start, the engine 13 reaches the target engine operating point by using fuel from the high rotation state. Since the motoring speed is set high in the high rotation speed start, the electric power of the battery 11 consumed for starting the engine 13 is larger than that in the low rotation speed start. Instead, less fuel is consumed to start the engine 13 than to start at low rpm. That is, the high rotation start is a start mode in which the engine 13 is started by using the electric power of the battery 11 as a main energy source.

なお、「低回転」及び「高回転」の用語はモータリング回転数の絶対的な値を示すものではなく、相対的なものである。また、本実施形態においては、説明の便宜のため、始動プロファイル切替部23が低回転始動プロファイル24と高回転始動プロファイル25を有しているが、始動プロファイル切替部23は、3以上の始動プロファイルを予め有することができる。また、始動プロファイル切替部32は、SOCに合わせた始動プロファイルを適宜に設定することができる。 The terms "low rotation" and "high rotation" do not indicate the absolute value of the motoring rotation speed, but are relative. Further, in the present embodiment, for convenience of explanation, the start profile switching unit 23 has the low rotation start profile 24 and the high rotation start profile 25, but the start profile switching unit 23 has three or more start profiles. Can have in advance. Further, the start profile switching unit 32 can appropriately set a start profile according to the SOC.

図3は、バッテリ11の充電率(SOC)に応じたエンジン13の始動プロファイルの切り替えを示す説明図である。図3に示すように、SOCに基づいて、所定区間におけるSOCが予め定める所定値(以下、閾値という)SOC_tよりも高くなる場合には、この所定区間におけるエンジン13の始動は高回転始動によって行われる。また、SOCに基づいて、所定区間におけるSOCが閾値SOC_tよりも低くなる場合には、この所定区間におけるエンジン13の始動は低回転始動によって行われる。所定区間のSOCが閾値SOC_tと同値となると見込まれるときには、エンジン13は、高回転始動または低回転始動のいずれか任意の態様で始動される。本実施形態では、所定区間のSOCが閾値SOC_tと同値となると見込まれるときには、エンジン13は、高回転始動によって始動される。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing switching of the starting profile of the engine 13 according to the charge rate (SOC) of the battery 11. As shown in FIG. 3, when the SOC in a predetermined section becomes higher than a predetermined value (hereinafter referred to as a threshold value) SOC_t based on the SOC, the engine 13 is started by high rotation start in this predetermined section. Will be. Further, when the SOC in the predetermined section becomes lower than the threshold value SOC_t based on the SOC, the engine 13 in the predetermined section is started by the low rotation start. When the SOC in a predetermined section is expected to be equivalent to the threshold SOC_t, the engine 13 is started in any mode of high rotation start or low rotation start. In the present embodiment, when the SOC in a predetermined section is expected to have the same value as the threshold value SOC_t, the engine 13 is started by a high rotation start.

図4は、バッテリ11の充電率(SOC)に対する閾値の変動を示すグラフである。図4に示すように、低回転始動と高回転始動を切り替えるための閾値SOC_tは可変である。始動プロファイル切替部23は、例えば、目標エンジン動作点に応じて閾値SOC_tを調節(変更)する。また、始動プロファイル切替部23は、例えば、エンジン13の冷却水の温度(いわゆるエンジン水温)に応じて閾値SOC_tを切り替えることができる。なお、始動プロファイル切替部23は、閾値SOC_tは、目標エンジン動作点、エンジン水温、及び/または、その他の車両情報等の中から、1または複数のパラメータに応じて、閾値SOC_tを設定することができる。 FIG. 4 is a graph showing changes in the threshold value with respect to the charge rate (SOC) of the battery 11. As shown in FIG. 4, the threshold value SOC_t for switching between the low rotation start and the high rotation start is variable. The starting profile switching unit 23 adjusts (changes) the threshold value SOC_t according to, for example, the target engine operating point. Further, the start profile switching unit 23 can switch the threshold value SOC_t according to, for example, the temperature of the cooling water of the engine 13 (so-called engine water temperature). The starting profile switching unit 23 may set the threshold value SOC_t according to one or a plurality of parameters from the target engine operating point, engine water temperature, and / or other vehicle information. can.

以上のように、第1実施形態に係るエンジン始動方法は、バッテリ11から供給される電力によって駆動力を発生するモータ10と、バッテリ11に供給する電力を生成するジェネレータ12と、ジェネレータ12を駆動するエンジン13と、を有する車両100で実行される。また、第1実施形態に係るエンジン始動方法では、エンジン13を始動させるときに、ジェネレータ12を用いてエンジン13をモータリングした後に、燃料を使用してエンジン13を駆動することにより、エンジン13の目標とする動作点(目標エンジン動作点)に到達させる。そして、モータリングによって到達させるエンジン13の回転数であるモータリング回転数を低く設定する低回転始動と、モータリング回転数を高く設定する高回転始動と、のいずれかでエンジン13を始動させる。このとき、車両100の現在の走行パターンに係る分析に基づいて、制御に関する時間的な所定区間について、バッテリ11の充電率(SOC)が算出される。そして、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)が、予め定める所定値(閾値SOC_t)よりも高くなるときには、定区間におけるエンジン13の始動は高回転始動によって行われる。一方、所定区間におけるバッテリの充電率(SOC)が所定値(閾値SOC_t)よりも低くなる場合には、所定区間におけるエンジン13の始動は低回転始動によって行われる。 As described above, in the engine starting method according to the first embodiment, the motor 10 that generates the driving force by the electric power supplied from the battery 11, the generator 12 that generates the electric power supplied to the battery 11, and the generator 12 are driven. It is executed by the vehicle 100 having the engine 13 and the engine 13. Further, in the engine starting method according to the first embodiment, when the engine 13 is started, the engine 13 is driven by using fuel after the engine 13 is motorized by the generator 12. Reach the target operating point (target engine operating point). Then, the engine 13 is started by either a low rotation start in which the motoring rotation speed, which is the rotation speed of the engine 13 reached by motoring, is set low, or a high rotation start in which the motoring rotation speed is set high. At this time, the charge rate (SOC) of the battery 11 is calculated for a predetermined time section related to control based on the analysis related to the current traveling pattern of the vehicle 100. When the charge rate (SOC) of the battery 11 in the predetermined section becomes higher than the predetermined value (threshold value SOC_t), the engine 13 in the predetermined section is started by the high rotation start. On the other hand, when the battery charge rate (SOC) in the predetermined section is lower than the predetermined value (threshold value SOC_t), the engine 13 is started in the predetermined section by low rotation start.

すなわち、第1実施形態に係るエンジンの始動方法では、ハイブリッド車両である車両100においてエンジン13を始動させるときに、走行パターンに基づいて算出するSOCに基づいて、エンジン13の始動方法を低回転始動と高回転始動とで切り替えられる。これは、バッテリ11が保有するバッテリ11の電力のエネルギー源としての価値(以下、バッテリ電力の価値という)及び燃料のエネルギー源としての価値(以下、燃料の価値という)によって、バッテリ11の電力を主なエネルギー源としてエンジン13を始動させるか、あるいは燃料を主なエネルギー源としてエンジン13を始動させるか、を切り替えるものである。 That is, in the engine starting method according to the first embodiment, when the engine 13 is started in the vehicle 100 which is a hybrid vehicle, the starting method of the engine 13 is started at a low rotation speed based on the SOC calculated based on the traveling pattern. It can be switched between and high rotation start. This depends on the value of the battery 11 held by the battery 11 as an energy source (hereinafter referred to as the value of the battery power) and the value of the fuel as an energy source (hereinafter referred to as the value of the fuel). It switches between starting the engine 13 as the main energy source and starting the engine 13 using fuel as the main energy source.

SOCが増加する状況は、車両100が各部の駆動等のために使用し得るエネルギーの総量の中で、バッテリ電力の価値が燃料の価値よりも低い状況である。したがって、SOCが増加するような、バッテリ電力の価値が燃料の価値よりも低い状況下では、高回転始動が採用されることにより、バッテリ11の電力を主なエネルギー源としてエンジン13が始動される。すなわち、SOCが増加するときには、相対的に価値が高い燃料の消費が抑えられ、エンジン13を始動させるために、相対的に価値が低いバッテリ11の電力が積極的に使用される。これにより、車両100が各部の駆動等に使用し得るエネルギーの総合的な消費を抑えることができ、結果として車両100の電費及び燃費(以下、エネルギー効率という)が向上する。 The situation where the SOC increases is that the value of the battery power is lower than the value of the fuel in the total amount of energy that the vehicle 100 can use for driving each part and the like. Therefore, in a situation where the value of the battery power is lower than the value of the fuel, such as when the SOC increases, the engine 13 is started using the power of the battery 11 as the main energy source by adopting the high rotation start. .. That is, when the SOC increases, the consumption of the relatively high-value fuel is suppressed, and the electric power of the relatively low-value battery 11 is positively used to start the engine 13. As a result, the total consumption of energy that can be used by the vehicle 100 for driving each part and the like can be suppressed, and as a result, the electricity cost and the fuel consumption (hereinafter referred to as energy efficiency) of the vehicle 100 are improved.

また、SOCが減少する状況は、バッテリ電力の価値が燃料の価値よりも高い状況である。したがって、SOCが減少するような、バッテリ電力の価値が燃料の価値よりも高い状況下では、低回転始動が採用されることにより、燃料を主なエネルギー源としてエンジン13が始動される。すなわち、SOCが減少するときには、相対的に価値が高いバッテリ11の電力が温存され、エンジン13を始動させるために、相対的に価値が低い燃料が積極的に使用される。これにより、車両100が各部の駆動等に使用し得るエネルギーの総合的な消費を抑えることができ、結果として車両100のエネルギー効率が向上する。 In addition, the situation where SOC decreases is that the value of battery power is higher than the value of fuel. Therefore, in a situation where the value of the battery power is higher than the value of the fuel, such as a decrease in SOC, the engine 13 is started using the fuel as the main energy source by adopting the low rotation start. That is, when the SOC decreases, the power of the relatively high value battery 11 is preserved, and the relatively low value fuel is positively used to start the engine 13. As a result, the total consumption of energy that can be used by the vehicle 100 for driving each part or the like can be suppressed, and as a result, the energy efficiency of the vehicle 100 is improved.

したがって、第1実施形態に係るエンジン始動方法によれば、エンジン13を適時に始動させる必要がある車両100のエネルギー効率を向上することができる。すなわち、第1実施形態に係るエンジンの始動方法によれば、エンジン13の始動に必要な燃料や電力等を含め、エネルギー消費が低減した状態に最適化される。 Therefore, according to the engine starting method according to the first embodiment, it is possible to improve the energy efficiency of the vehicle 100, which needs to start the engine 13 in a timely manner. That is, according to the engine starting method according to the first embodiment, it is optimized to a state in which energy consumption is reduced, including fuel, electric power, and the like required for starting the engine 13.

なお、第1実施形態においては、走行パターン分析部21は、現在の走行パターンを分析する。このため、SOC算出部22は、現在の走行パターンに基づいてSOCを算出する。その結果、始動プロファイル切替部23による始動プロファイルの切り替えも、現在の走行パターンの分析結果に基づいている。しかし、前述のように、走行パターン分析部21は、車両100の将来における走行パターンを予測することができる。このとき、SOC算出部22は、現在の走行パターンの分析に加えて、将来おける走行パターンの予測に基づいて、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)を算出することができる。その結果、始動プロファイル切替部23による始動プロファイルの切り替えも、将来における走行パターンを考慮して行うことができる。 In the first embodiment, the traveling pattern analysis unit 21 analyzes the current traveling pattern. Therefore, the SOC calculation unit 22 calculates the SOC based on the current traveling pattern. As a result, the switching of the starting profile by the starting profile switching unit 23 is also based on the analysis result of the current traveling pattern. However, as described above, the travel pattern analysis unit 21 can predict the future travel pattern of the vehicle 100. At this time, the SOC calculation unit 22 can calculate the charge rate (SOC) of the battery 11 in the predetermined section based on the prediction of the running pattern in the future in addition to the analysis of the current running pattern. As a result, the switching of the starting profile by the starting profile switching unit 23 can also be performed in consideration of the running pattern in the future.

図5は、当該変形例におけるエンジンの始動プロファイルの切り替えを示す説明図である。図5に示すように、始動プロファイル切替部23は、SOC算出部22が将来おける走行パターンの予測も含めて算出するSOCの予測値(以下、予測SOCという)を、予め定める所定値である閾値SOC_tと比較する。この閾値SOC_tは、例えば第1実施形態における閾値SOC_tと同じ値であり、目標エンジン動作点、エンジン水温、及び/または、その他の車両情報等の中から、1または複数のパラメータに応じて設定される。本変形例においては、予測SOCが閾値SOC_tよりも高くなるときには、高回転始動が採用され、予測SOCが閾値SOC_tよりも低くなるときには、低回転始動が採用される。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing switching of the engine starting profile in the modified example. As shown in FIG. 5, the start profile switching unit 23 sets a predetermined value of the SOC predicted value (hereinafter referred to as “predicted SOC”) calculated by the SOC calculation unit 22 including the prediction of the driving pattern in the future as a threshold value. Compare with SOC_t. This threshold value SOC_t is, for example, the same value as the threshold value SOC_t in the first embodiment, and is set according to one or a plurality of parameters from the target engine operating point, engine water temperature, and / or other vehicle information and the like. To. In this modification, when the predicted SOC is higher than the threshold SOC_t, the high rotation start is adopted, and when the predicted SOC is lower than the threshold SOC_t, the low rotation start is adopted.

上記のように、第1実施形態に係るエンジン始動方法には、車両100の将来における走行パターンを予測し、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)が、現在の走行パターンの分析に加えて、将来における走行パターンの予測に基づいて算出される態様に変形することができる。この変形例では、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)が所定値(閾値SOC_t)よりも増加すると予測されるときには、この所定区間におけるエンジン13の始動は高回転始動によって行われる。一方、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)が所定値(閾値SOC_t)よりも減少すると予測されるときには、この所定区間におけるエンジン13の始動は低回転始動によって行われる。 As described above, in the engine starting method according to the first embodiment, the future driving pattern of the vehicle 100 is predicted, and the charge rate (SOC) of the battery 11 in the predetermined section is added to the analysis of the current driving pattern. , It can be transformed into a mode calculated based on the prediction of the driving pattern in the future. In this modification, when the charge rate (SOC) of the battery 11 in a predetermined section is predicted to increase from a predetermined value (threshold value SOC_t), the engine 13 in this predetermined section is started by a high rotation start. On the other hand, when the charge rate (SOC) of the battery 11 in the predetermined section is predicted to be smaller than the predetermined value (threshold value SOC_t), the engine 13 in the predetermined section is started by the low rotation start.

上記変形例のエンジン始動方法においても、第1実施形態に係るエンジン始動方法と同じ理由により、エンジン13を適時に始動させる必要がある車両100のエネルギー効率を向上することができる。また、上記変形例のエンジン始動方法では、将来における走行パターンが考慮されるので、第1実施形態に係るエンジン始動方法よりも正確にバッテリ電力の価値を見積もることができる。その結果、上記の変形例に係るエンジン始動方法によれば、エンジン13を適時に始動させる必要がある車両100のエネルギー効率を特に向上することができる。 Also in the engine starting method of the above modification, the energy efficiency of the vehicle 100, which needs to start the engine 13 in a timely manner, can be improved for the same reason as the engine starting method according to the first embodiment. Further, in the engine starting method of the above modification, since the running pattern in the future is taken into consideration, the value of the battery power can be estimated more accurately than the engine starting method according to the first embodiment. As a result, according to the engine starting method according to the above-described modification, the energy efficiency of the vehicle 100, which needs to start the engine 13 in a timely manner, can be particularly improved.

[第2実施形態]
第1実施形態及び変形例においては、バッテリ電力の価値を見積もるために、走行パターンの分析に基づいて、SOCを算出または予測しているが、これに限らない。例えば、SOCに相関があり、バッテリ電力の価値を見積もることができれば、SOCを直接的に算出または予測する代わりに、他のパラメータを使用することができる。したがって、本第2実施形態においては、SOCに相関があり、バッテリ電力の価値を表すパラメータとして、変換係数Kを用いる例を説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment and the modification, the SOC is calculated or predicted based on the analysis of the running pattern in order to estimate the value of the battery power, but the SOC is not limited to this. For example, if the SOC is correlated and the value of battery power can be estimated, other parameters can be used instead of directly calculating or predicting the SOC. Therefore, in the second embodiment, an example in which the conversion coefficient K is used as a parameter that has a correlation with the SOC and represents the value of the battery power will be described.

変換係数Kは、バッテリ端電気エネルギー消費Pe_batを、仮想的に、これと等価な燃料の消費に変換するための係数である。すなわち、変換係数Kは、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)を、バッテリ11の電力消費(バッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat)を燃料の消費に等価変換するパラメータである。したがって、変換係数Kによれば、バッテリ電力の価値と燃料の価値が統一的に評価される。なお、燃料をエネルギーとして評価するための化学的な変換係数は、車両100の走行パターン等には依らず、燃料の化学的組成によって一定である。しかし、ここで用いる変換係数Kは、このような一定の化学的な変換係数を表すものではなく、現実の走行等において生じるエネルギーの損失等を含めてバッテリ電力の価値あるいは燃料の価値を評価するためのパラメータである。したがって、変換係数Kは、現実の走行パターン、特に現実の走行パターンによって変化するSOCによって変動する。但し、変換係数Kは、走行パターンごとに概ね一定の値となり、例えば、実験等によって予め定めるられる。例えば、変換係数Kは、燃料の低位発熱量、代表点燃料消費率、及び発電効率等から求められる。また、変換係数Kは、車両100の走行パターンや位置情報、アクセルやブレーキの操作情報等を用いて機械学習により求められる。また、変換係数Kは、プローブデータから算出される配信値としてもよい。 The conversion coefficient K is a coefficient for virtually converting the battery end electric energy consumption Pe_bat into fuel consumption equivalent to this. That is, the conversion coefficient K is a parameter that equivalently converts the charge rate (SOC) of the battery 11 in a predetermined section from the power consumption of the battery 11 (electrical energy consumption at the battery end Pe_bat) to the consumption of fuel. Therefore, according to the conversion coefficient K, the value of battery power and the value of fuel are evaluated in a unified manner. The chemical conversion coefficient for evaluating the fuel as energy is constant depending on the chemical composition of the fuel, regardless of the traveling pattern of the vehicle 100 or the like. However, the conversion coefficient K used here does not represent such a constant chemical conversion coefficient, and evaluates the value of battery power or the value of fuel including the energy loss that occurs in actual driving and the like. It is a parameter for. Therefore, the conversion coefficient K varies depending on the actual driving pattern, particularly the SOC that changes depending on the actual traveling pattern. However, the conversion coefficient K is a substantially constant value for each traveling pattern and is predetermined, for example, by an experiment or the like. For example, the conversion coefficient K is obtained from the low calorific value of the fuel, the representative fuel consumption rate, the power generation efficiency, and the like. Further, the conversion coefficient K is obtained by machine learning using the traveling pattern and position information of the vehicle 100, the operation information of the accelerator and the brake, and the like. Further, the conversion coefficient K may be a delivery value calculated from the probe data.

バッテリ端電気エネルギー消費Pe_batを燃料消費相当に変換した値(以下、バッテリ端燃料消費という)FCbatは、変換係数Kを用いて、下記の式(8)で表される。 The value obtained by converting the battery end electric energy consumption Pe_bat to the fuel consumption equivalent (hereinafter referred to as the battery end fuel consumption) FC bat is expressed by the following equation (8) using the conversion coefficient K.

Figure 2022082371000006
Figure 2022082371000006

SOCが高い場合、これに対応して変換係数Kは小さくなる。逆に、SOCが低い場合、これに対応して変換係数Kは大きくなる。すなわち、SOCと変換係数Kの関係は、概ね反比例の関係にある。したがって、本第2実施形態においては、SOC算出部22は走行パターンの分析に基づいて、走行パターンに応じた変換係数Kを特定する。変換係数Kは、例えば、実験等によって走行パターンごとに予め定められる。 When the SOC is high, the conversion coefficient K is correspondingly small. On the contrary, when the SOC is low, the conversion coefficient K is correspondingly large. That is, the relationship between the SOC and the conversion coefficient K is generally inversely proportional. Therefore, in the second embodiment, the SOC calculation unit 22 specifies the conversion coefficient K according to the travel pattern based on the analysis of the travel pattern. The conversion coefficient K is predetermined for each traveling pattern, for example, by an experiment or the like.

また、本第2実施形態においては、始動プロファイル切替部23は、SOC算出部22によって算出された変換係数Kに基づいて、エンジン13を始動させるときのモータリング回転数を変化させることにより、エンジン13の始動方法を調節する。これは、第1実施形態における低回転始動と高回転始動の切り替えを、より細かい段階に分けて滑らかに行うことに相当する。 Further, in the second embodiment, the starting profile switching unit 23 changes the motoring rotation speed at the time of starting the engine 13 based on the conversion coefficient K calculated by the SOC calculation unit 22 to change the engine. Adjust the starting method of 13. This corresponds to smoothly switching between the low rotation start and the high rotation start in the first embodiment by dividing into finer stages.

より具体的には、始動プロファイル切替部23は、変換係数Kを用いて、等価燃料消費FCeqを算出し、この等価燃料消費FCeqを最小化する条件で、モータリング回転数を決定する。等価燃料消費FCeqは、バッテリ11の電力消費(バッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat)と、エンジン13の燃料消費FCICEと、を合わせたエネルギー消費を、燃料の消費に換算したものである。すなわち、等価燃料消費FCeqは、下記の式(9)で表される。 More specifically, the starting profile switching unit 23 calculates the equivalent fuel consumption FC eq using the conversion coefficient K, and determines the motoring rotation speed under the condition of minimizing the equivalent fuel consumption FC eq. The equivalent fuel consumption FC eq is the energy consumption obtained by converting the total energy consumption of the power consumption of the battery 11 (electrical energy consumption at the battery end Pe_bat ) and the fuel consumption FC ICE of the engine 13 into fuel consumption. That is, the equivalent fuel consumption FC eq is expressed by the following equation (9).

Figure 2022082371000007
Figure 2022082371000007

図6は、始動プロファイルに応じたエンジン回転数、クランキングパワー、燃料消費、及び、等価燃料消費の推移の一例を示すグラフである。図6(A)~(D)は、時刻τ1までモータリングを実行する高回転始動時を示し、図6(E)~(F)は同条件で時刻τ2(τ2<τ1)までモータリングを実行する低回転始動時を示す。また、図6(B)及び(F)のクランキングパワーはモータリングのパワーを示すものであり、これらのグラフの面積はモータリングのために消費されるバッテリ端電気エネルギー消費Pe_batの総量を表す。図(A)及び(E)に示すように、高回転始動と低回転始動とで、最終的に到達させるエンジン回転数(目標エンジン動作点に相当するエンジン回転数)は同じである。しかし、図6(D)及び(H)に示すように、等価燃料消費FCeqは、低回転始動と高回転始動とで異なる場合がある。この例では、低回転始動をするときの等価燃料消費FCeqは、高回転始動をするときの等価燃料消費FCeqよりも大きくなっている。 FIG. 6 is a graph showing an example of changes in engine speed, cranking power, fuel consumption, and equivalent fuel consumption according to the starting profile. 6 (A) to 6 (D) show the time of high rotation start in which motoring is executed until time τ1, and FIGS. 6 (E) to 6 (F) show motoring until time τ2 (τ2 <τ1) under the same conditions. Indicates the time of low rotation start to be executed. Further, the cranking powers in FIGS. 6 (B) and 6 (F) show the power of motoring, and the area of these graphs is the total amount of battery-end electric energy consumption Pe_bat consumed for motoring. show. As shown in FIGS. (A) and (E), the engine speed (engine speed corresponding to the target engine operating point) finally reached is the same between the high speed start and the low speed start. However, as shown in FIGS. 6 (D) and 6 (H), the equivalent fuel consumption FC eq may differ between the low rotation start and the high rotation start. In this example, the equivalent fuel consumption FC eq at low rpm start is larger than the equivalent fuel consumption FC eq at high rpm start.

図7は、始動時クランキング電力、目標到達までの燃料消費、及び、目標到達までの発電量の始動プロファイルに応じた大小を示す表である。図7に示すように、始動時クランキング電力、すなわちモータリングで消費される電力は、低回転始動で小さく、高回転始動で大きい。また、目標エンジン動作点に到達するまでのエンジン13における燃料消費は、低回転始動で大きく、高回転始動で小さい。さらに、目標エンジン動作点に到達するまでの発電量は、低回転始動で大きく、高回転始動で小さい。 FIG. 7 is a table showing the magnitude of the cranking power at the time of starting, the fuel consumption until the target is reached, and the amount of power generation until the target is reached according to the starting profile. As shown in FIG. 7, the cranking power at the start, that is, the power consumed by the motoring is small at the low rotation start and large at the high rotation start. Further, the fuel consumption in the engine 13 until the target engine operating point is reached is large at the low rotation speed start and small at the high rotation speed start. Further, the amount of power generation until the target engine operating point is reached is large at low rotation start and small at high rotation start.

また、図8は、目標エンジン回転数に応じたモータリング回転数と等価燃料消費FCeqの関係を示すグラフである。図8に示すように、ある変換係数Kが適用される走行パターンにおいて、エンジン13を始動させるときにモータリング回転数を変化させると、等価燃料消費FCeqも変化する。このとき、目標エンジン動作点におけるエンジン回転数(以下、目標回転数という)TrevがT1[rpm]であるかT2[rpm](T2>T1)によって等価燃料消費FCeqの具体的な推移は変化する。しかし、始動時クランキング電力等とモータリング回転数との間には図7に示す関係があり、かつ、モータリング回転数の変化と等価燃料消費FCeqについては図8に示すような関係性がある。このため、図8において黒点で示すように、いずれにしても等価燃料消費FCeqが最小または極小となるモータリング回転数がある。 Further, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the motoring rotation speed and the equivalent fuel consumption FC eq according to the target engine rotation speed. As shown in FIG. 8, in a traveling pattern to which a certain conversion coefficient K is applied, when the motoring rotation speed is changed when the engine 13 is started, the equivalent fuel consumption FC eq also changes. At this time, the specific transition of the equivalent fuel consumption FC eq changes depending on whether the engine speed (hereinafter referred to as the target speed) Trev at the target engine operating point is T1 [rpm] or T2 [rpm] (T2> T1). do. However, there is a relationship shown in FIG. 7 between the cranking power at the time of starting and the motoring rotation speed, and the relationship between the change in the motoring rotation speed and the equivalent fuel consumption FC eq is as shown in FIG. There is. Therefore, as shown by the black dots in FIG. 8, there is a motoring rotation speed at which the equivalent fuel consumption FC eq is the minimum or the minimum in any case.

したがって、始動プロファイル切替部23は、図8に示すようにモータリング回転数を変えて、複数の等価燃料消費FCeqを算出する。そして、算出された複数の等価燃料消費FCeqに基づいて、等価燃料消費FCeqが最小となるときのモータリング回転数である最適モータリング回転数(図8において黒点で示すモータリング回転数)を決定する。その後、コントローラ20は、エンジン13を始動させるときには、この最適モータリング回転数までエンジン13をモータリングする。 Therefore, the starting profile switching unit 23 calculates a plurality of equivalent fuel consumption FC eq by changing the motoring rotation speed as shown in FIG. Then, based on the calculated plurality of equivalent fuel consumption FC eq , the optimum motoring rotation speed which is the motoring rotation speed when the equivalent fuel consumption FC eq is minimized (motoring rotation speed indicated by black dots in FIG. 8). To decide. After that, when the engine 13 is started, the controller 20 motors the engine 13 to this optimum motoring speed.

以上のように、第2実施形態に係るエンジン始動方法では、所定区間におけるバッテリ11の充電率(SOC)を、バッテリ11の電力消費(バッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat)を燃料の消費に等価変換する変換係数Kで表す。また、変換係数Kを用いて、バッテリ11の電力消費と燃料の消費とを合わせたエネルギー消費を燃料の消費に換算した等価燃料消費FCeqを算出する。そして、この等価燃料消費を最小化する条件で、モータリング回転数を決定する。 As described above, in the engine starting method according to the second embodiment, the charge rate (SOC) of the battery 11 in the predetermined section is equivalently converted from the power consumption of the battery 11 (electrical energy consumption at the battery end Pe_bat ) to the fuel consumption. It is represented by the conversion coefficient K. Further, using the conversion coefficient K, the equivalent fuel consumption FC eq is calculated by converting the energy consumption, which is the sum of the power consumption of the battery 11 and the fuel consumption, into the fuel consumption. Then, the motoring rotation speed is determined under the condition of minimizing the equivalent fuel consumption.

これにより、第2実施形態に係るエンジン始動方法によれば、エンジンの始動に必要な燃料や電力等を含め、エネルギー消費が低減した状態に最適化される。特に、第2実施形態では、等価燃料消費FCeqに基づいてモータリング回転数を決定するので、エンジン13の始動方法がほぼ無段階に滑らかに調節される。このため、第2実施形態のエンジン始動方法によれば、第1実施形態のエンジン始動方法よりもさらに好適にエネルギー消費が低減した状態に最適化される。 As a result, according to the engine starting method according to the second embodiment, the energy consumption is optimized to be reduced, including the fuel and electric power required for starting the engine. In particular, in the second embodiment, since the motoring rotation speed is determined based on the equivalent fuel consumption FC eq , the starting method of the engine 13 is smoothly adjusted almost steplessly. Therefore, according to the engine starting method of the second embodiment, the energy consumption is optimized to be more preferably reduced than that of the engine starting method of the first embodiment.

また、第2実施形態に係るエンジン始動方法では、具体的に、モータリング回転数を変えて、複数の等価燃料消費FCeqを算出し、算出された複数の等価燃料消費FCeqに基づいて、等価燃料消費FCeqが最小となるときのモータリング回転数である最適モータリング回転数を決定する。そして、エンジンを始動させるときには、この最適モータリング回転数までエンジンがモータリングされる。 Further, in the engine starting method according to the second embodiment, specifically, a plurality of equivalent fuel consumption FC eqs are calculated by changing the motoring rotation speed, and based on the calculated plurality of equivalent fuel consumption FC eqs , Determine the optimum motoring speed, which is the motoring speed when the equivalent fuel consumption FC eq is minimized. Then, when the engine is started, the engine is motorized to this optimum motoring speed.

すなわち、第2実施形態のエンジン始動方法では、走行パターンに応じて目標エンジン動作点や変換係数Kが定まると、この特定の走行パターンにおいて最適なモータリング回転数が算出される。このため、第2実施形態のエンジン始動方法によれば、現実的な走行パターンの変化等に精度良く対応して、エネルギー消費が低減した状態に最適化できる。 That is, in the engine starting method of the second embodiment, when the target engine operating point and the conversion coefficient K are determined according to the traveling pattern, the optimum motoring rotation speed is calculated in this specific traveling pattern. Therefore, according to the engine starting method of the second embodiment, it is possible to accurately respond to a realistic change in the traveling pattern and optimize the state in which energy consumption is reduced.

以下、上記第2実施形態に係るエンジン始動方法において、最適モータリング回転数を決定し、エネルギー消費を最適化するためのより具体的な方法として、第1の方法と第2の方法の2種類を説明する。 Hereinafter, in the engine starting method according to the second embodiment, there are two types, the first method and the second method, as more specific methods for determining the optimum motoring speed and optimizing the energy consumption. To explain.

図9は、遷移し得るエンジン13の動作点の候補を示す説明図である。図9では、所定の時間ステップsti(i=1~n)ごとにコントローラ20による制御のための演算が行われるものとする。図9においては、時間ステップst0が現在であり、時間ステップst1~nは将来である。そして、時間ステップst0から時間ステップstnの時間的区間が、第1実施形態でいう所定区間である。また、各時間ステップstiにおいて白丸で示す点は、遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)(j=1~m)を表す。例えば、現在(st0)の動作点から次の時間ステップst1の時点において遷移し得る動作点は(1,1)から(1,m)である。また、遷移し得る動作点(i,j)には、エンジン13を使用するHEVモード(ハイブリッド電気自動車モード)に属する動作点と、エンジン13を使用しないEVモード(電気自動車モード)に属する動作点がある。図9では、j=1の動作点がEVモードの動作点であり、j=2~mの動作点がHEVモードの動作点である。このため、EVモードの動作点(i,1)からHEVモードの動作点(i+1,2)~(i+1,m)に遷移するときには、エンジン13が始動される。なお、HEVモードの動作点は、インデックス“j”の値が大きい動作点ほど、エンジン13の出力(ICEパワー)が大きい。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing candidates for operating points of the engine 13 that can transition. In FIG. 9, it is assumed that the operation for control by the controller 20 is performed every predetermined time step sti (i = 1 to n). In FIG. 9, the time step st0 is the present, and the time steps st1 to n are the future. The time section from the time step st0 to the time step stn is a predetermined section in the first embodiment. Further, the points indicated by white circles in each time step sti represent the operating points (i, j) (j = 1 to m) of the engine 13 that can be transitioned. For example, the operating points that can transition from the current (st0) operating point to the time of the next time step st1 are (1,1) to (1, m). Further, the operating points (i, j) that can be transitioned include an operating point belonging to the HEV mode (hybrid electric vehicle mode) in which the engine 13 is used and an operating point belonging to the EV mode (electric vehicle mode) in which the engine 13 is not used. There is. In FIG. 9, the operating point of j = 1 is the operating point of the EV mode, and the operating point of j = 2 to m is the operating point of the HEV mode. Therefore, when the EV mode operating point (i, 1) transitions to the HEV mode operating point (i + 1, 2) to (i + 1, m), the engine 13 is started. As for the operating point in the HEV mode, the larger the value of the index "j", the larger the output (ICE power) of the engine 13.

なお、図10は、発電するときの燃費が最良となる動作点を決定するときに参照されるグラフである。図10のP1,P2,P3は等パワー線を示す。図10に黒点で示すように、同一の出力条件下において発電時の燃費が最良となるエンジン13の動作点列(いわゆるα線)が定まる。このため、図9の動作点(i,j)は、図10のグラフを参照することにより、そのICEパワー(ICE端運動エネルギー消費Pm_ICE)が現実にエンジン13に出力させる回転数及びトルクに対応付けられる。 Note that FIG. 10 is a graph referred to when determining an operating point at which the fuel consumption at the time of power generation is the best. P1, P2, and P3 in FIG. 10 indicate isopower lines. As shown by black dots in FIG. 10, the operating point sequence (so-called α ray) of the engine 13 that gives the best fuel consumption during power generation under the same output conditions is determined. Therefore, the operating point (i, j) in FIG. 9 is the rotation speed and torque that the ICE power (ICE end kinetic energy consumption P m_ICE ) actually outputs to the engine 13 by referring to the graph in FIG. Can be associated.

[第1の方法]
第2実施形態における始動プロファイル切替部23は、最適モータリング回転数を決定するときに、遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)ごとに、遷移に必要な等価燃料消費FCeqである基本等価燃料消費FCeq-basicを算出する。基本等価燃料消費FCeq-basicは、ある時間ステップの動作点(i,j)から、次の時間ステップにおいて遷移し得るある動作点(i+1,j)(ここでの“j”は任意値である)に遷移させるときに必要なエネルギー消費を表す。但し、基本等価燃料消費FCeq-basicは、動作点の遷移に必要なエネルギー消費を表すものであり、ここにエンジン13の始動に必要なエネルギー消費は含まれない。したがって、基本等価燃料消費FCeq-basicは、エンジン13が始動された状態で、動作点を遷移させるときに消費するエネルギーを表す。
[First method]
The starting profile switching unit 23 in the second embodiment is the equivalent fuel consumption FC eq required for the transition for each operating point (i, j) of the engine 13 that can be transitioned when the optimum motoring rotation speed is determined. Calculate the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic . The basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is an operating point (i + 1, j) that can transition from the operating point (i, j) of one time step to the next time step (“j” here is an arbitrary value. Represents the energy consumption required when transitioning to (a). However, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic represents the energy consumption required for the transition of the operating point, and does not include the energy consumption required for starting the engine 13. Therefore, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic represents the energy consumed when the operating point is changed while the engine 13 is started.

各動作点(i,j)におけるICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)とバッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat(i,j)は、車両情報及び/または車両情報の予測により求めることができる。そして、基本等価燃料消費FCeq-basicは、各動作点(i,j)におけるICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)とバッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat(i,j)に基づいて算出可能である。 The ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j) and the battery end electric energy consumption P e_bat (i, j) at each operating point (i, j) can be obtained by vehicle information and / or prediction of vehicle information. .. The basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is calculated based on the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j) and the battery end electric energy consumption P e_bat (i, j) at each operating point (i, j). It is possible.

図11は、基本等価燃料消費FCeq-basicの例を示す説明図である。ここでは、ある時間ステップsti-1のある動作点(i-1,j)から、次の時間ステップstiにおいて遷移し得る動作点(i,1)~(i,5)があるとする。図11に示すように、遷移し得る動作点(i,1)~(i,5)によって、遷移のための消費エネルギー、すなわち基本等価燃料消費FCeq-basicの量及び内訳が異なる。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic . Here, it is assumed that there are operating points (i, 1) to (i, 5) that can transition from a certain operating point (i-1, j) in a certain time step sti-1 in the next time step sti. As shown in FIG. 11, the amount and breakdown of the energy consumption for the transition, that is, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , differs depending on the operating points (i, 1) to (i, 5) that can be transitioned.

例えば、EVモードの動作点(i,1)に遷移するためには、エンジン13の燃料消費FCICEはなく、バッテリ11の電力消費(バッテリ端燃料消費FCbat)のだけが必要である。このため、EVモードの動作点(i,1)に遷移するために必要な基本等価燃料消費FCeq-basicは、左矢印で示すように、バッテリ端燃料消費FCbatと同じである。 For example, in order to transition to the operating point (i, 1) in the EV mode, there is no fuel consumption FC ICE of the engine 13, and only the power consumption of the battery 11 (battery end fuel consumption FC bat ) is required. Therefore, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic required for transitioning to the operating point (i, 1) of the EV mode is the same as the battery end fuel consumption FC bat as shown by the left arrow.

また、HEVモードの動作点(i,2)に遷移するときには、例えば、燃料消費FCICEとバッテリ端燃料消費FCbatの両方が必要である。このため、HEVモードの動作点(i,2)に遷移するときに必要な基本等価燃料消費FCeq-basicは、左矢印で示すように、燃料消費FCICEとバッテリ端燃料消費FCbatの合計である。 Further, when transitioning to the operating point (i, 2) of the HEV mode, for example, both the fuel consumption FC ICE and the battery end fuel consumption FC bat are required. Therefore, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic required when transitioning to the operating point (i, 2) of the HEV mode is the sum of the fuel consumption FC ICE and the battery end fuel consumption FC bat , as shown by the left arrow. Is.

なお、動作点(i,4)や動作点(i,5)に遷移するときには、バッテリ端燃料消費FCbatは負値である。これは、発電によって、バッテリ端燃料消費FCbat相当の電力がバッテリ11に回収されることを表す。 When transitioning to the operating point (i, 4) or the operating point (i, 5), the battery end fuel consumption FC bat is a negative value. This means that the electric power corresponding to the fuel consumption FC bat at the battery end is recovered to the battery 11 by the power generation.

基本等価燃料消費FCeq-basicを示す左矢印のラインを比較すれば分かるように、基本等価燃料消費FCeq-basicは、動作点の遷移のために必要な燃料消費FCICEとバッテリ端燃料消費FCbatのバランスによって変動する。図11の例では、動作点(i,3)への遷移するときの基本等価燃料消費FCeq-basicが最小である。 As can be seen by comparing the lines of the left arrow indicating the basic equivalent fuel consumption FC eq -basic, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is the fuel consumption FC ICE and the battery end fuel consumption required for the transition of the operating point. It fluctuates depending on the balance of FC bat . In the example of FIG. 11, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic at the transition to the operating point (i, 3) is the minimum.

始動プロファイル切替部23は、上記の基本等価燃料消費FCeq-basicを、例えば図9における全ての遷移経路についてそれぞれ算出し、基本等価燃料消費FCeq-basicの総和が最小になるように、時系列に定まる動作点(i,j)の遷移パターンを決定する。例えば、図9では、太線で示す遷移パターンが、基本等価燃料消費FCeq-basicが最小になる遷移パターンである。 The starting profile switching unit 23 calculates the above-mentioned basic equivalent fuel consumption FC eq-basic for all the transition paths in FIG. 9, for example, so that the sum of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is minimized. The transition pattern of the operating point (i, j) determined in the series is determined. For example, in FIG. 9, the transition pattern shown by the thick line is the transition pattern in which the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is minimized.

こうして遷移パターンが決定されると、始動プロファイル切替部23は、この遷移パターンにおいて、エンジン13の始動を伴う動作点への遷移が含まれるときに、そのエンジン13の始動を伴う動作点への遷移について、始動時等価燃料消費FCeq-start(図12参照)を算出する。始動時等価燃料消費FCeq-startは、エンジン13の始動に係る等価燃料消費FCeqである。例えば、図9においては、基本等価燃料消費FCeq-basicが最小となる遷移パターンの中で、時間ステップst1におけるEVモードの動作点(1,1)から時間ステップst2におけるHEVモードの動作点に遷移するときに、エンジン13の始動を伴う。このため、始動プロファイル切替部23は、この遷移経路について、始動時等価燃料消費FCeq-startを算出する。 When the transition pattern is determined in this way, the start profile switching unit 23, when the transition to the operating point accompanied by the start of the engine 13 is included in this transition pattern, the transition to the operating point accompanied by the start of the engine 13. Equivalent fuel consumption FC eq-start at start (see FIG. 12) is calculated. The equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is the equivalent fuel consumption FC eq related to the start of the engine 13. For example, in FIG. 9, in the transition pattern in which the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is minimized, the operating point of the EV mode (1, 1) in the time step st1 is changed to the operating point of the HEV mode in the time step st2. At the time of transition, the engine 13 is started. Therefore, the start profile switching unit 23 calculates the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting for this transition path.

また、始動プロファイル切替部23は、始動時等価燃料消費FCeq-startを、モータリング回転数を変えて複数算出する。これは、始動時等価燃料消費FCeq-startが、モータリング回転数に応じて変化するからである。そして、始動プロファイル切替部23は、最適モータリング回転数を、始動時等価燃料消費FCeq-startが最小となるときのモータリング回転数に決定する。基本等価燃料消費FCeq-basicが最小となる遷移パターンの中に、エンジン13の始動を伴う遷移経路が複数あるときには、上記と同様にして、それらの遷移経路についてそれぞれ最適モータリング回転数を決定する。 Further, the start profile switching unit 23 calculates a plurality of equivalent fuel consumption FC eq- starts at the time of starting by changing the motoring rotation speed. This is because the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting changes according to the motoring rotation speed. Then, the start profile switching unit 23 determines the optimum motoring rotation speed to be the motoring rotation speed when the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is minimized. When there are multiple transition paths that accompany the start of the engine 13 in the transition pattern that minimizes the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , the optimum motoring speed is determined for each of these transition paths in the same manner as above. do.

始動時等価燃料消費FCeq-startは、次のように表される。まず、モータリング回転数を“r”とすると、エンジン13の始動時にモータリングで消費する電気エネルギー(以下、始動時電力消費という)Pe_bat-statがモータリング回転数rを引数とする関数であるとする。このとき、モータリング後、エンジン13の回転数を目標回転数Trevまで引き上げるときに必要な燃料消費(以下、始動時燃料消費という)FCICE-statもモータリング回転数rを引数とする関数で表せる。また、燃料を消費して回転数を上昇させている間に、ジェネレータ12経由で発電される電気エネルギー(以下、始動時発電量という)Pe_bat-statgenも、モータリング回転数rを引数とする関数で表せる。 Equivalent fuel consumption at start FC eq-start is expressed as follows. First, assuming that the motoring rotation speed is "r", Pe_bat-stat , which is the electrical energy consumed by the motoring at the start of the engine 13 (hereinafter referred to as the power consumption at the start), is a function in which the motoring rotation speed r is used as an argument. Suppose there is. At this time, after motoring, the fuel consumption required to raise the engine speed to the target speed Trev (hereinafter referred to as fuel consumption at start) FC ICE-stat is also a function that takes the motoring speed r as an argument. Can be represented. In addition, Pe_bat-statgen , which is the electric energy generated via the generator 12 (hereinafter referred to as the amount of power generated at the start) while consuming fuel to increase the rotation speed, also uses the motoring rotation speed r as an argument. It can be expressed by a function.

モータリング回転数“r”が大きいほど、始動時電力消費Pe_bat-startは大きくなり、始動時燃料消費FCICE-statと始動時発電量Pe_bat-statgenは小さくなる。このため、変換係数Kが定まっていれば、モータリング回転数をあるモータリング回転数“r”にするときに、エンジン13の始動から目標とするICE端運動エネルギー消費Pm_ICEに至るまでの動作で消費される始動時等価燃料消費fceq-startは、下記の式(10)で表される。 The larger the motoring speed "r", the larger the power consumption Pe_bat-start at the start, and the smaller the fuel consumption FC ICE-stat at the start and the power generation amount Pe_bat-statgen at the start. Therefore, if the conversion coefficient K is determined, the operation from the start of the engine 13 to the target ICE end kinetic energy consumption P m_ICE when the motoring rotation speed is set to a certain motoring rotation speed "r". The equivalent fuel consumption fc eq-start at the time of starting consumed by is expressed by the following equation (10).

Figure 2022082371000008
Figure 2022082371000008

このため、ある動作点(i,j)にエンジン13の始動を伴って遷移するときに、モータリング回転数“r”によって最小となるように調整する場合、エンジン13を始動するために消費される始動時等価燃料消費FCeq-startは、下記の式(11)で表される。式(11)の最小関数の引数は、式(10)の始動時等価燃料消費fceq-startである。 Therefore, when the transition to a certain operating point (i, j) is accompanied by the start of the engine 13, when the adjustment is made so as to be the minimum by the motoring rotation speed “r”, it is consumed to start the engine 13. The equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is expressed by the following equation (11). The argument of the minimum function of the equation (11) is the start equivalent fuel consumption fc eq-start of the equation (10).

Figure 2022082371000009
Figure 2022082371000009

上記のように始動時等価燃料消費FCeq-startを考慮すると、これを考慮しない場合(図11参照)と比較して、消費エネルギーを最小とするために遷移させる動作点が変わる場合がある。以下では、基本等価燃料消費FCeq-basicと始動時等価燃料消費FCeq-startの和を、総合等価燃料消費FCeq-allという。 Considering the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting as described above, the operating point to be transitioned may change in order to minimize the energy consumption as compared with the case where this is not taken into consideration (see FIG. 11). In the following, the sum of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic and the start equivalent fuel consumption FC eq-start is referred to as the total equivalent fuel consumption FC eq-all .

図12は、総合等価燃料消費FCeq-allの例を示す説明図である。この図12は、図11と同じ状況で、始動時等価燃料消費FCeq-startを加えたものである。また、図12では左矢印によって総合等価燃料消費FCeq-allを示す。基本等価燃料消費FCeq-basicによれば動作点(i,3)に遷移すれば消費エネルギーが最小となるところ(図11参照)、始動時等価燃料消費FCeq-startまで考慮すると、消費エネルギーが真に最小になるのは、図12に示す通り、動作点(i,4)への遷移である。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of the total equivalent fuel consumption FC eq-all . FIG. 12 shows the same situation as in FIG. 11 with the addition of FC eq-start equivalent fuel consumption at the start. Further, in FIG. 12, the total equivalent fuel consumption FC eq-all is shown by the left arrow. According to the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , the energy consumption becomes the minimum when the operating point (i, 3) is reached (see Fig. 11). Considering the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start, the energy consumption Is truly minimized at the transition to the operating point (i, 4), as shown in FIG.

但し、ここで説明する第1の方法では、動作点(i,3)への遷移の代わりに動作点(i,4)への遷移を選択するものではない。ここで説明する第1の方法は、基本等価燃料消費FCeq-basicにしたがって動作点(i,3)への遷移を選択しつつも、始動時等価燃料消費FCeq-startをモータリング回転数“r”を調節して最小化することにより、エネルギー消費が低減した状態に最適化するものである。なお、総合等価燃料消費FCeq-allが最小となるように、動作点の遷移パターンを決定する方法は、後述する第2の方法である。 However, in the first method described here, the transition to the operating point (i, 4) is not selected instead of the transition to the operating point (i, 3). The first method described here is to select the transition to the operating point (i, 3) according to the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , while motorizing the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start. By adjusting and minimizing "r", it is optimized for the state where energy consumption is reduced. The method of determining the transition pattern of the operating point so that the total equivalent fuel consumption FC eq-all is minimized is the second method described later.

図13は、第1の方法による第2実施形態のエンジン始動方法を示すフローチャートである。図13に示すように、ステップS201において、駆動モータ端電気エネルギー消費Pe_mot等、総合等価燃料消費FCeq-allの算出に必要なパラメータが取得される。また、ステップS202及びステップS203において、動作点(i,j)を特定するインデックスが初期化される。その後、ステップS204において、遷移し得る各動作点(i,j)におけるICEの出力候補、すなわちICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)及びバッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat(i,j)が設定される。そして、ステップS205において、それぞれのICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)に対し、最良燃費動作点(回転数及びトルク)が設定される。 FIG. 13 is a flowchart showing the engine starting method of the second embodiment according to the first method. As shown in FIG. 13, in step S201, parameters necessary for calculating the total equivalent fuel consumption FC eq-all , such as the drive motor end electric energy consumption Pe_mot , are acquired. Further, in steps S202 and S203, the index that specifies the operating point (i, j) is initialized. After that, in step S204, the ICE output candidates at each transitionable operating point (i, j), that is, the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j) and the battery end electric energy consumption P e_bat (i, j) Set. Then, in step S205, the best fuel consumption operating point (rotation speed and torque) is set for each ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j).

その後、ステップS206において、動作点(i,j)間のそれぞれの遷移経路について、基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。具体的には、ICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)に対してそれぞれ燃料消費FCICE(i,j)が算出される。また、ICE端運動エネルギー消費Pm_ICE(i,j)に対応するバッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat(i,j)が算出され、さらにバッテリ端電気エネルギー消費Pe_bat(i,j)に対応するバッテリ端燃料消費FCbat(i,j)が算出される。この結果、燃料消費FCICE(i,j)とバッテリ端燃料消費FCbat(i,j)の和である基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。 Then, in step S206, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is calculated for each transition path between the operating points (i, j). Specifically, the fuel consumption FC ICE (i, j) is calculated for each of the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j). Further, the battery end electric energy consumption P e_bat (i, j) corresponding to the ICE end kinetic energy consumption P m_ICE (i, j) is calculated, and the battery corresponding to the battery end electric energy consumption P e_bat (i, j) is further calculated. The end fuel consumption FC bat (i, j) is calculated. As a result, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , which is the sum of the fuel consumption FC ICE (i, j) and the battery end fuel consumption FC bat (i, j), is calculated.

ステップS207においては、特定の時間ステップで遷移し得る全ての動作点について基本等価燃料消費FCeq-basicが算出されたかが確認される。基本等価燃料消費FCeq-basicが未算出の動作点がある場合には、ステップS208においてインデックス“j”がインクリメントされ、上記の基本等価燃料消費FCeq-basicの算出が繰り返される。その後、ステップS209において、所定区間における全ての時間ステップについて基本等価燃料消費FCeq-basicが算出されたかが確認される。基本等価燃料消費FCeq-basicが未算出の時間ステップがある場合には、ステップS210においてインデックス“i”がインクリメントされ、上記の基本等価燃料消費FCeq-basicの算出が繰り返される。これにより、所定区間に含まれる全ての時間ステップ及び動作点(i,j)間の遷移について、基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。 In step S207, it is confirmed whether the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic has been calculated for all the operating points that can be transitioned in the specific time step. If there is an operating point for which the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic has not been calculated, the index “j” is incremented in step S208, and the above calculation of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is repeated. Then, in step S209, it is confirmed whether the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic has been calculated for all the time steps in the predetermined section. If there is a time step in which the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic has not been calculated, the index “i” is incremented in step S210, and the above calculation of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is repeated. As a result, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is calculated for all the time steps included in the predetermined section and the transition between the operating points (i, j).

基本等価燃料消費FCeq-basicの算出が完了すると、ステップS211において、動作点間の遷移がエンジン13の始動を伴うか否かが確認される。そして、エンジン13の始動を伴う遷移経路については、ステップS212において、式(10)のモータリング回転数“r”を変化させながら始動時等価燃料消費FCeq-startが算出される。この結果、ステップS213においては、始動時等価燃料消費FCeq-startを最小化する最適モータリング回転数が決定される。 When the calculation of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is completed, it is confirmed in step S211 whether or not the transition between the operating points is accompanied by the start of the engine 13. Then, for the transition path accompanied by the start of the engine 13, in step S212, the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is calculated while changing the motoring rotation speed “r” of the equation (10). As a result, in step S213, the optimum motoring rotation speed that minimizes the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start is determined.

その後、ステップS214においては、総合等価燃料消費FCeq-allが算出される。その結果、ステップS215において総合等価燃料消費FCeq-allが最小になる動作点の遷移パターンが決定される。そして、ステップS216においては、決定された遷移パターンに基づく動作点の指示が車両100に出力される。これにより、決定された遷移パターンにエンジン13の始動を伴う動作点の遷移経路が含まれているときには、エンジン13が始動されるときに、最適モータリング回転数までモータリングされる。 After that, in step S214, the total equivalent fuel consumption FC eq-all is calculated. As a result, in step S215, the transition pattern of the operating point at which the total equivalent fuel consumption FC eq-all is minimized is determined. Then, in step S216, an instruction of an operating point based on the determined transition pattern is output to the vehicle 100. As a result, when the determined transition pattern includes the transition path of the operating point accompanied by the start of the engine 13, when the engine 13 is started, the motor is motorized to the optimum motor rotation speed.

以上のように、第1の方法による第2実施形態のエンジン始動方法では、所定区間において遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)ごとに、遷移に必要な等価燃料消費FCeqである基本等価燃料消費FCeq-basicが算出され、基本等価燃料消費FCeq-basicの総和が最小になるように、時系列に定まる動作点(i,j)の遷移パターンが決定される。また、この遷移パターンにおいて、エンジン13の始動を伴う動作点への遷移が含まれるときに、エンジン13の始動を伴う動作点への遷移について、エンジン13の始動に係る等価燃料消費FCeqである始動時等価燃料消費FCeq-startが、モータリング回転数“r”を変えて複数算出される。そして、最適モータリング回転数は、始動時等価燃料消費FCeq-startが最小となるときのモータリング回転数に決定される。 As described above, in the engine starting method of the second embodiment according to the first method, the equivalent fuel consumption FC eq required for the transition is obtained for each operating point (i, j) of the engine 13 that can transition in the predetermined section. The basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is calculated, and the transition pattern of the operating points (i, j) determined in time series is determined so that the sum of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is minimized. Further, when the transition to the operating point accompanied by the start of the engine 13 is included in this transition pattern, the equivalent fuel consumption FC eq related to the start of the engine 13 is obtained for the transition to the operating point accompanied by the start of the engine 13. A plurality of equivalent fuel consumption FC eq- starts at the time of starting are calculated by changing the motoring rotation speed "r". Then, the optimum motoring rotation speed is determined by the motoring rotation speed when the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start is minimized.

この第1の方法によるエンジン始動方法は、動作点の遷移パターンの決定後、その遷移パターンが含むエンジン13の始動を伴う遷移経路について、始動時等価燃料消費FCeq-startを算出する。このため、始動時等価燃料消費FCeq-startが、必要な遷移経路についてだけ算出されるので、上記の等価燃料消費最小戦略のための計算負荷が軽量である。このため、迅速かつ容易に、準最適な遷移パターンでエンジン13を駆動できる。その結果、エンジン13の駆動がエネルギー消費を低減した状態に最適化される。 In the engine starting method according to this first method, after the transition pattern of the operating point is determined, the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is calculated for the transition path accompanied by the starting of the engine 13 included in the transition pattern. Therefore, since the FC eq-start equivalent fuel consumption at the start is calculated only for the required transition path, the calculation load for the above-mentioned minimum equivalent fuel consumption strategy is light. Therefore, the engine 13 can be driven quickly and easily with a semi-optimal transition pattern. As a result, the drive of the engine 13 is optimized to a state in which energy consumption is reduced.

[第2の方法]
上記の第1の方法による第2実施形態のエンジン始動方法では、基本等価燃料消費FCeq-basicに基づいて遷移パターンを決定した後、必要に応じて始動時等価燃料消費FCeq-startを算出する。一方、ここで説明する第2の方法では、始動プロファイル切替部23は、総合等価燃料消費FCeq-allに基づいて遷移パターンを決定する。
[Second method]
In the engine starting method of the second embodiment according to the first method described above, after determining the transition pattern based on the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is calculated as necessary. do. On the other hand, in the second method described here, the starting profile switching unit 23 determines the transition pattern based on the total equivalent fuel consumption FC eq-all .

図14は、第2の方法による第2実施形態のエンジン始動方法を示すフローチャートである。図14に示すように、第2の方法と第1の方法との違いは、始動時等価燃料消費FCeq-start及び総合等価燃料消費FCeq-allを算出するためのステップS211からステップS214が、ステップS206とステップS207の間(すなわち第1の方法で基本等価燃料消費FCeq-basicを算出するループ内)に設けられていることである。したがって、第2の方法では、遷移し得る動作点(i,j)の全ての遷移経路について、その遷移経路がエンジン13の始動を伴うものであるときには、始動時等価燃料消費FCeq-startが演算され、総合等価燃料消費FCeq-allが算出される。 FIG. 14 is a flowchart showing the engine starting method of the second embodiment according to the second method. As shown in FIG. 14, the difference between the second method and the first method is that steps S211 to S214 for calculating the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start and the total equivalent fuel consumption FC eq-all are , It is provided between step S206 and step S207 (that is, in the loop for calculating the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic by the first method). Therefore, in the second method, for all the transition paths of the operating points (i, j) that can be transitioned, when the transition path is accompanied by the start of the engine 13, the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start is set. It is calculated and the total equivalent fuel consumption FC eq-all is calculated.

すなわち、第2の方法による第2実施形態のエンジン始動方法では、所定区間において遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)ごとに、遷移に必要な等価燃料消費FCeqである基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。また、動作点(i,j)の遷移がエンジン13の始動を伴うときに、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移について、エンジン13の始動に係る等価燃料消費FCeqである始動時等価燃料消費FCeq-startが、モータリング回転数“r”を変えて複数算出される。このとき、最適モータリング回転数は、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移ごとに、始動時等価燃料消費FCeq-startを最小とするモータリング回転数に決定される(図14のステップS213)。また、時系列に定まる動作点(i,j)の遷移パターンごとに、基本等価燃料消費FCeq-basicと、最適モータリング回転数でエンジン13を始動するときの始動時等価燃料消費FCeq-startと、を加算することにより、総合等価燃料消費FCeq-allが算出される。そして、この総合等価燃料消費FCeq-allが最小になるように、実行すべき遷移パターンが決定される。 That is, in the engine starting method of the second embodiment according to the second method, the basic equivalent fuel which is the equivalent fuel consumption FC eq required for the transition for each operating point (i, j) of the engine 13 that can transition in the predetermined section. The consumption FC eq-basic is calculated. Further, when the transition of the operating point (i, j) is accompanied by the start of the engine 13, the equivalent fuel consumption FC eq related to the start of the engine 13 for the transition to the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13. The equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting is calculated in plurality by changing the motoring rotation speed “r”. At this time, the optimum motoring rotation speed is determined by the motoring rotation speed that minimizes the equivalent fuel consumption FC eq-start at the time of starting for each transition to the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13. (Step S213 in FIG. 14). Further, for each transition pattern of the operating point (i, j) determined in time series, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic and the equivalent fuel consumption FC eq- at the time of starting when the engine 13 is started at the optimum motoring speed. By adding start and, the total equivalent fuel consumption FC eq-all is calculated. Then, the transition pattern to be executed is determined so that the total equivalent fuel consumption FC eq-all is minimized.

上記のように、第2の方法による第2実施形態のエンジン始動方法では、総合等価燃料消費FCeq-allが最小となる遷移パターンが採用される。これは、図12の例において、動作点(i,4)に遷移する遷移パターンが選択されることに対応する。したがって、第2の方法によるエンジン始動方法によれば、エンジン13の駆動がエネルギー消費を特に低減した状態に最適化される。 As described above, in the engine starting method of the second embodiment by the second method, a transition pattern in which the total equivalent fuel consumption FC eq-all is minimized is adopted. This corresponds to the selection of the transition pattern transitioning to the operating point (i, 4) in the example of FIG. Therefore, according to the engine starting method according to the second method, the driving of the engine 13 is optimized to a state in which the energy consumption is particularly reduced.

なお、上記第2実施形態のエンジン始動方法では、第2実施形態のエンジン始動方法を具体的に実行する方法が第1の方法及び第2の方法のどちらの場合も、複数の時間ステップを考慮している。すなわち、第2実施形態のエンジン始動方法は、将来における走行パターンの予測に基づいたものである。しかし、第2実施形態のエンジン始動方法は、将来における走行パターンの予測を考慮せず、現在の走行パターンの分析に基づいて実行することができる。この場合、例えば図9の時間ステップst1における動作点(1、m)だけを考慮して、上記第2実施形態のエンジン始動方法を実施すればよい。このように、現在の走行パターンの分析に基づいて第2実施形態のエンジン始動方法を実行すると、演算周期ごとに、消費エネルギーが最小となる動作点が遷移先として選定される。このため、少なくとも準最適な遷移パターンが採用される。その結果、エンジン13の駆動がエネルギー消費を低減した状態に最適化される。 In the engine starting method of the second embodiment, a plurality of time steps are taken into consideration regardless of whether the method of specifically executing the engine starting method of the second embodiment is the first method or the second method. is doing. That is, the engine starting method of the second embodiment is based on the prediction of the running pattern in the future. However, the engine starting method of the second embodiment can be executed based on the analysis of the current driving pattern without considering the prediction of the driving pattern in the future. In this case, for example, the engine starting method of the second embodiment may be implemented in consideration of only the operating point (1, m) in the time step st1 of FIG. As described above, when the engine starting method of the second embodiment is executed based on the analysis of the current traveling pattern, the operating point that minimizes the energy consumption is selected as the transition destination for each calculation cycle. Therefore, at least a semi-optimal transition pattern is adopted. As a result, the drive of the engine 13 is optimized to a state in which energy consumption is reduced.

また、上記第2実施形態のエンジン始動方法では、変換係数Kが既知であることを前提としているが、変換係数Kが既知でないときにも、変換係数Kを変数とすれば、第2実施形態に係るエンジン始動方法を実施することができる。 Further, in the engine starting method of the second embodiment, it is premised that the conversion coefficient K is known, but even when the conversion coefficient K is not known, if the conversion coefficient K is used as a variable, the second embodiment The engine starting method according to the above can be implemented.

図15は、第1の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数Kを変数としたエンジン始動方法を示すフローチャートである。図15のフローチャートは、第1の方法に係るフローチャート(図13参照)に、ステップS301、ステップS302、及びステップS303を付加したものである。ステップS301は例えばステップS201とステップS202の間に挿入され、ステップS301では変換係数Kの初期値が設定される。ステップS302はステップS215とステップS216の間に挿入され、ステップS302では、初期設定した変換係数Kを用いて遷移パターンを決定した結果、SOCが制約(以下、SOC制約という)を満たすか否かを判定する。そして、初期設定の変換係数Kを用いて決定した遷移パターンがSOC制約を満たすときには、上記の第2実施形態と同様に、決定された遷移パターンに則った動作点の指示が出力される。一方、ステップS302において、SOC制約が満たされないと判定されたときには、ステップS303において変換係数KがSOC制約を満たす方向に調整された後、SOC制約を満たすまで総合等価燃料消費FCeq-allの算出や遷移パターンの決定が繰り返される。 FIG. 15 is a flowchart showing an engine starting method with a conversion coefficient K as a variable when the engine starting method of the second embodiment is executed by the first method. The flowchart of FIG. 15 is a flowchart according to the first method (see FIG. 13) to which steps S301, S302, and S303 are added. Step S301 is inserted, for example, between step S201 and step S202, and in step S301, the initial value of the conversion coefficient K is set. Step S302 is inserted between steps S215 and S216, and in step S302, as a result of determining the transition pattern using the initially set conversion coefficient K, whether or not the SOC satisfies the constraint (hereinafter referred to as SOC constraint) is determined. judge. Then, when the transition pattern determined by using the default conversion coefficient K satisfies the SOC constraint, an instruction of the operating point according to the determined transition pattern is output as in the second embodiment described above. On the other hand, when it is determined in step S302 that the SOC constraint is not satisfied, the conversion coefficient K is adjusted in the direction of satisfying the SOC constraint in step S303, and then the total equivalent fuel consumption FC eq-all is calculated until the SOC constraint is satisfied. And the determination of the transition pattern are repeated.

SOC制約とは、例えばバッテリ11の特性や走行パターンの計画(走行計画)等によって、SOCに対して定められる制約である。例えば、所定区間の走行後、SOCを所定値以上に保つ必要がある場合、この所定値がSOC制約となる。また、ステップS303における変換係数Kの調整は、例えば、SOC制約を満たすように、変換係数Kの値を加算または減算等することによって行われる。SOC制約を満たす方向の判別(値を加算するか減算するかの判別)及びその調整量は、変換係数KとSOCの関係性に基づいて判断される。 The SOC constraint is a constraint determined for the SOC by, for example, the characteristics of the battery 11 and the planning of the running pattern (running plan). For example, when it is necessary to keep the SOC above a predetermined value after traveling in a predetermined section, this predetermined value becomes an SOC constraint. Further, the adjustment of the conversion coefficient K in step S303 is performed, for example, by adding or subtracting the value of the conversion coefficient K so as to satisfy the SOC constraint. The determination of the direction satisfying the SOC constraint (determination of whether to add or subtract the value) and the adjustment amount thereof are determined based on the relationship between the conversion coefficient K and the SOC.

なお、変換係数Kの初期値を第2実施形態のように車両情報等に基づいて設定した上で、上記のように、変換係数Kを調整してもよい。この場合、車両100の走行パターンの変化等に応じて変換係数Kが最適化されるので、エンジン13の駆動はエネルギー消費を特に低減した状態に最適化される。また、この場合、変換係数Kの調整量は小さいので、最適な変換係数Kに迅速に到達し得る。 The conversion coefficient K may be adjusted as described above after setting the initial value of the conversion coefficient K based on the vehicle information or the like as in the second embodiment. In this case, since the conversion coefficient K is optimized according to changes in the traveling pattern of the vehicle 100 and the like, the drive of the engine 13 is optimized to a state in which energy consumption is particularly reduced. Further, in this case, since the adjustment amount of the conversion coefficient K is small, the optimum conversion coefficient K can be reached quickly.

また、上記変形例においては、第1の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数Kを変数としているが、第2の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときにも、変換係数Kを変数にすることができる。 Further, in the above modification, when the engine starting method of the second embodiment is executed by the first method, the conversion coefficient K is used as a variable, but the engine starting method of the second embodiment is used by the second method. The conversion coefficient K can also be a variable when executing.

図16は、第2の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数を変数としたエンジン始動方法を示すフローチャートである。図16のフローチャートは、第2の方法に係るフローチャート(図14参照)に、ステップS301、ステップS302、及び、ステップS303を付加したものである。付加したこれらの各ステップの内容は、第1の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに変換係数Kを変数とする前述の場合と同様である。 FIG. 16 is a flowchart showing an engine starting method with a conversion coefficient as a variable when the engine starting method of the second embodiment is executed by the second method. The flowchart of FIG. 16 is obtained by adding step S301, step S302, and step S303 to the flowchart according to the second method (see FIG. 14). The content of each of these added steps is the same as in the above-mentioned case in which the conversion coefficient K is used as a variable when the engine starting method of the second embodiment is executed by the first method.

上記の図15及び図16の変形例に係るエンジン始動方法では、変換係数Kを、現在の走行パターン及び/または将来における走行パターンに応じて可変とし、等価燃料消費FCeqを、モータリング回転数“r”と変換係数Kを変更する反復計算によって算出する。 In the engine starting method according to the modification of FIGS. 15 and 16 above, the conversion coefficient K is made variable according to the current running pattern and / or the future running pattern, and the equivalent fuel consumption FC eq is set to the motoring rotation speed. It is calculated by iterative calculation that changes "r" and the conversion coefficient K.

このように、モータリング回転数だけでなく変換係数Kを可変にすると、変換係数Kが既知でないときにも、第2実施形態のエンジン始動方法を実行できる。また、変換係数Kが概ね既知であるときにも、より実態的な走行パターンに応じて、エンジン13の駆動がエネルギー消費を特に低減した状態に最適化される。 By making the conversion coefficient K variable as well as the motoring rotation speed in this way, the engine starting method of the second embodiment can be executed even when the conversion coefficient K is unknown. Further, even when the conversion coefficient K is generally known, the drive of the engine 13 is optimized to a state in which energy consumption is particularly reduced according to a more realistic traveling pattern.

また、図15の変形例に係るエンジン始動方法では、現在の走行パターン及び/または将来における走行パターンに応じて、変換係数Kが所定の初期値に設定される。そして、この初期値の変換係数Kを用いて、遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)ごとに、遷移に必要な等価燃料消費である基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。また、基本等価燃料消費FCeq-basicの総和が最小になるように、時系列に定まる動作点(i,j)の遷移パターンが決定される。そして、この遷移パターンにおいて、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移が含まれるときに、初期値の変換係数Kを用いて、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移について、エンジン13の始動に係る等価燃料消費FCeqである始動時等価燃料消費FCeq-startが、モータリング回転数“r”を変えて複数算出される。そして、最適モータリング回転数は、始動時等価燃料消費FCeq-startが最小となるときのモータリング回転数に決定される。その後、遷移パターンにしたがってエンジン13を動作させるときに、バッテリ11の充電率(SOC)に課される制約を満たすか否かが判別され、制約が満たされないと判別されたときに、変換係数Kを変更して、遷移パターンを再決定するように反復計算が行われる。 Further, in the engine starting method according to the modification of FIG. 15, the conversion coefficient K is set to a predetermined initial value according to the current traveling pattern and / or the future traveling pattern. Then, using the conversion coefficient K of this initial value, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , which is the equivalent fuel consumption required for the transition, is calculated for each operating point (i, j) of the engine 13 that can be transitioned. .. In addition, the transition pattern of the operating points (i, j) determined in time series is determined so that the sum of the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic is minimized. Then, when the transition to the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13 is included in this transition pattern, the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13 is used by using the conversion coefficient K of the initial value. Regarding the transition to j), a plurality of equivalent fuel consumption FC eq- starts at the time of starting, which are equivalent fuel consumption FC eq related to the start of the engine 13, are calculated by changing the motoring rotation speed “r”. Then, the optimum motoring rotation speed is determined by the motoring rotation speed when the equivalent fuel consumption FC eq-start at the start is minimized. After that, when the engine 13 is operated according to the transition pattern, it is determined whether or not the constraint imposed on the charge rate (SOC) of the battery 11 is satisfied, and when it is determined that the constraint is not satisfied, the conversion coefficient K is determined. Is changed and the iterative calculation is performed to redetermine the transition pattern.

このように、第1の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数Kを可変にすると、第1の方法による利点を享受し、かつ、SOCに対して課される制約を満たしつつ、エンジン13の駆動がエネルギー消費を低減した状態に最適化される。 Thus, when the engine starting method of the second embodiment is executed by the first method, if the conversion coefficient K is made variable, the advantage of the first method is enjoyed and the SOC is imposed. The drive of the engine 13 is optimized to reduce energy consumption while satisfying the constraints.

また、図16の変形例に係るエンジン始動方法では、現在の走行パターン及び/または将来における走行パターンに応じて、変換係数Kが所定の初期値に設定される。そして、この初期値の変換係数Kを用いて、遷移し得るエンジン13の動作点(i,j)ごとに、遷移に必要な等価燃料消費FCeqである基本等価燃料消費FCeq-basicが算出される。また、動作点(i,j)の遷移がエンジン13の始動を伴うときに、初期値の変換係数Kを用いて、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移について、エンジン13の始動に係る等価燃料消費FCeqである始動時等価燃料消費FCeq-startが、モータリング回転数“r”を変えて複数算出される。このとき、最適モータリング回転数は、エンジン13の始動を伴う動作点(i,j)への遷移ごとに、始動時等価燃料消費FCeq-startを最小とするモータリング回転数に決定される。また、時系列に定まる動作点(i,j)の遷移パターンごとに、基本等価燃料消費FCeq-basicと、最適モータリング回転数でエンジン13を始動するときの始動時等価燃料消費FCeq-startと、を加算することにより、総合等価燃料消費FCeq-allが算出される。そして、総合等価燃料消費FCeq-allが最小になるように、実行すべき遷移パターンが決定される。また、遷移パターンにしたがってエンジン13を動作させるときに、バッテリ11の充電率(SOC)に課される制約を満たすか否かが判別される。制約が満たされないと判別されたときに、変換係数Kを変更して、遷移パターンを再決定するように反復計算が行われる。 Further, in the engine starting method according to the modification of FIG. 16, the conversion coefficient K is set to a predetermined initial value according to the current traveling pattern and / or the future traveling pattern. Then, using the conversion coefficient K of this initial value, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic , which is the equivalent fuel consumption FC eq required for the transition, is calculated for each operating point (i, j) of the engine 13 that can be transitioned. Will be done. Further, when the transition of the operating point (i, j) is accompanied by the start of the engine 13, the conversion coefficient K of the initial value is used for the transition to the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13. A plurality of equivalent fuel consumption FC eq- starts at the time of starting, which are equivalent fuel consumption FC eq related to the start of 13, are calculated by changing the motoring rotation speed “r”. At this time, the optimum motoring rotation speed is determined by the motoring rotation speed that minimizes the FC eq-start equivalent fuel consumption at the start for each transition to the operating point (i, j) accompanied by the start of the engine 13. .. Further, for each transition pattern of the operating point (i, j) determined in time series, the basic equivalent fuel consumption FC eq-basic and the equivalent fuel consumption FC eq- at the time of starting when the engine 13 is started at the optimum motoring speed. By adding start and, the total equivalent fuel consumption FC eq-all is calculated. Then, the transition pattern to be executed is determined so that the total equivalent fuel consumption FC eq-all is minimized. Further, when the engine 13 is operated according to the transition pattern, it is determined whether or not the constraint imposed on the charge rate (SOC) of the battery 11 is satisfied. When it is determined that the constraint is not satisfied, the iterative calculation is performed so as to change the conversion coefficient K and redetermine the transition pattern.

このように、第2の方法で第2実施形態のエンジン始動方法を実行するときに、変換係数Kを可変にすると、第2の方法による利点を享受し、かつ、SOCに対して課される制約を満たしつつ、エンジン13の駆動がエネルギー消費を低減した状態に最適化される。 Thus, when the engine starting method of the second embodiment is executed by the second method, if the conversion coefficient K is made variable, the advantage of the second method is enjoyed and the SOC is imposed. The drive of the engine 13 is optimized to reduce energy consumption while satisfying the constraints.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び各変形例で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the configurations described in the above-described embodiments and the modifications thereof are only a part of the application examples of the present invention, and are intended to limit the technical scope of the present invention. do not have.

10 :モータ
11 :バッテリ
12 :ジェネレータ
13 :エンジン
14 :補機
20 :コントローラ
21 :走行パターン分析部
22 :SOC算出部
23 :始動プロファイル切替部
10: Motor 11: Battery 12: Generator 13: Engine 14: Auxiliary machine 20: Controller 21: Driving pattern analysis unit 22: SOC calculation unit 23: Starting profile switching unit

Claims (10)

バッテリから供給される電力によって駆動力を発生するモータと、前記バッテリに供給する電力を生成するジェネレータと、前記ジェネレータを駆動するエンジンと、を有する車両で実行され、前記エンジンを始動させるときに、前記ジェネレータを用いて前記エンジンをモータリングした後に、燃料を使用して前記エンジンを駆動することにより、前記エンジンの目標とする動作点に到達させるエンジン始動制御方法であって、
前記モータリングによって到達させる前記エンジンの回転数であるモータリング回転数を低く設定する低回転始動と、前記モータリング回転数を高く設定する高回転始動と、のいずれかで前記エンジンを始動させ、
前記車両の現在の走行パターンに係る分析に基づいて、制御に関する時間的な所定区間について、前記バッテリの充電率を算出し、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が予め定める所定値よりも高くなるときには、前記所定区間における前記エンジンの始動は前記高回転始動によって行い、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が前記所定値よりも低くなるときには、前記所定区間における前記エンジンの始動は前記低回転始動によって行う、
エンジン始動制御方法。
When executed in a vehicle having a motor that generates driving force by electric power supplied from a battery, a generator that generates electric power supplied to the battery, and an engine that drives the generator, when the engine is started. An engine start control method for reaching a target operating point of the engine by driving the engine with fuel after motorizing the engine using the generator.
The engine is started by either a low rotation start in which the motoring rotation speed, which is the rotation speed of the engine reached by the motoring, is set low, or a high rotation start in which the motoring rotation speed is set high.
Based on the analysis of the current driving pattern of the vehicle, the charge rate of the battery is calculated for a predetermined time section related to control.
When the charge rate of the battery in the predetermined section becomes higher than a predetermined value, the engine is started in the predetermined section by the high rotation start.
When the charge rate of the battery in the predetermined section becomes lower than the predetermined value, the engine is started in the predetermined section by the low rotation start.
Engine start control method.
請求項1に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記車両の将来における走行パターンを予測し、
前記所定区間における前記バッテリの充電率は、前記現在の走行パターンの分析に加えて、前記将来における走行パターンの予測に基づいて算出され、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が前記所定値よりも増加すると予測されるときは、前記所定区間における前記エンジンの始動を前記高回転始動によって行い、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が前記所定値よりも減少すると予測されるときは、前記所定区間における前記エンジンの始動を前記低回転始動によって行う、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 1.
Predicting the future driving pattern of the vehicle,
The charge rate of the battery in the predetermined section is calculated based on the prediction of the driving pattern in the future in addition to the analysis of the current driving pattern.
When it is predicted that the charge rate of the battery in the predetermined section will increase more than the predetermined value, the engine in the predetermined section is started by the high rotation start.
When the charge rate of the battery in the predetermined section is predicted to be lower than the predetermined value, the engine is started in the predetermined section by the low rotation start.
Engine start control method.
請求項2に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記所定区間における前記バッテリの充電率を、前記バッテリの電力消費を前記燃料の消費に等価変換する変換係数で表し、
前記変換係数を用いて、前記電力消費と前記燃料の消費とを合わせたエネルギー消費を前記燃料の消費に換算した等価燃料消費を算出し、
前記等価燃料消費を最小化する条件で、前記モータリング回転数を決定する、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 2.
The charge rate of the battery in the predetermined section is represented by a conversion coefficient that equivalently converts the power consumption of the battery to the consumption of the fuel.
Using the conversion coefficient, the equivalent fuel consumption obtained by converting the energy consumption obtained by combining the power consumption and the fuel consumption into the fuel consumption is calculated.
The motoring speed is determined under the condition of minimizing the equivalent fuel consumption.
Engine start control method.
請求項3に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記モータリング回転数を変えて、複数の前記等価燃料消費を算出し、
算出された複数の前記等価燃料消費に基づいて、前記等価燃料消費が最小となるときの前記モータリング回転数である最適モータリング回転数を決定し、
前記エンジンを始動させるときには、前記最適モータリング回転数まで前記エンジンをモータリングする、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 3.
By changing the motoring speed, a plurality of the equivalent fuel consumptions are calculated.
Based on the plurality of calculated equivalent fuel consumptions, the optimum motoring rotation speed, which is the motoring rotation speed when the equivalent fuel consumption is minimized, is determined.
When starting the engine, the engine is motorized to the optimum motoring speed.
Engine start control method.
請求項4に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記所定区間において遷移し得る前記エンジンの動作点ごとに、前記遷移に必要な前記等価燃料消費である基本等価燃料消費を算出し、
前記基本等価燃料消費の総和が最小になるように、時系列に定まる前記動作点の遷移パターンを決定し、
前記遷移パターンにおいて、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移が含まれるときに、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移について、前記エンジンの始動に係る前記等価燃料消費である始動時等価燃料消費を、前記モータリング回転数を変えて複数算出し、
前記最適モータリング回転数は、前記始動時等価燃料消費が最小となるときの前記モータリング回転数に決定される、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 4.
The basic equivalent fuel consumption, which is the equivalent fuel consumption required for the transition, is calculated for each operating point of the engine that can transition in the predetermined section.
The transition pattern of the operating point determined in time series is determined so that the sum of the basic equivalent fuel consumption is minimized.
When the transition pattern includes a transition to the operating point accompanied by the start of the engine, the transition to the operating point accompanied by the start of the engine is a start that is the equivalent fuel consumption related to the start of the engine. Multiple time-equivalent fuel consumptions are calculated by changing the motoring speed.
The optimum motoring speed is determined by the motoring speed when the equivalent fuel consumption at the start is minimized.
Engine start control method.
請求項4に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記所定区間において遷移し得る前記エンジンの動作点ごとに、前記遷移に必要な前記等価燃料消費である基本等価燃料消費を算出し、
前記動作点の遷移が前記エンジンの始動を伴うときに、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移について、前記エンジンの始動に係る前記等価燃料消費である始動時等価燃料消費を、前記モータリング回転数を変えて複数算出し、
前記最適モータリング回転数は、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移ごとに、前記始動時等価燃料消費を最小とする前記モータリング回転数に決定され、
時系列に定まる前記動作点の遷移パターンごとに、前記基本等価燃料消費と、前記最適モータリング回転数で前記エンジンを始動するときの前記始動時等価燃料消費と、を加算することにより、総合等価燃料消費を算出し、
前記総合等価燃料消費が最小になるように、実行すべき前記遷移パターンを決定する、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 4.
The basic equivalent fuel consumption, which is the equivalent fuel consumption required for the transition, is calculated for each operating point of the engine that can transition in the predetermined section.
When the transition of the operating point is accompanied by the start of the engine, for the transition to the operating point accompanied by the start of the engine, the equivalent fuel consumption at the time of starting, which is the equivalent fuel consumption related to the start of the engine, is set to the motor. Multiple calculations by changing the ring rotation speed,
The optimum motor rotation speed is determined by the motoring rotation speed that minimizes the equivalent fuel consumption at the time of starting each transition to the operating point accompanied by the start of the engine.
Comprehensive equivalent by adding the basic equivalent fuel consumption and the starting equivalent fuel consumption when starting the engine at the optimum motoring speed for each transition pattern of the operating point determined in time series. Calculate fuel consumption,
The transition pattern to be performed is determined so that the total equivalent fuel consumption is minimized.
Engine start control method.
請求項4に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記変換係数を、前記現在の走行パターン及び/または前記将来における走行パターンに応じて可変とし、
前記等価燃料消費を、前記モータリング回転数と前記変換係数を変更する反復計算によって算出する、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 4.
The conversion coefficient is made variable according to the current running pattern and / or the future running pattern.
The equivalent fuel consumption is calculated by iterative calculation in which the motoring speed and the conversion coefficient are changed.
Engine start control method.
請求項7に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記現在の走行パターン及び/または前記将来における走行パターンに応じて、前記変換係数を所定の初期値に設定し、
前記初期値の前記変換係数を用いて、遷移し得る前記エンジンの動作点ごとに、前記遷移に必要な前記等価燃料消費である基本等価燃料消費を算出し、
前記基本等価燃料消費の総和が最小になるように、時系列に定まる前記動作点の遷移パターンを決定し、
前記遷移パターンにおいて、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移が含まれるときに、前記初期値の前記変換係数を用いて、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移について、前記エンジンの始動に係る前記等価燃料消費である始動時等価燃料消費を、前記モータリング回転数を変えて複数算出し、
前記最適モータリング回転数は、前記始動時等価燃料消費が最小となるときの前記モータリング回転数に決定され、
前記遷移パターンにしたがって前記エンジンを動作させるときに、前記バッテリの充電率に課される制約を満たすか否かを判別し、
前記制約が満たされないと判別されたときに、前記変換係数を変更して、前記遷移パターンを再決定するように前記反復計算を行う、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 7.
The conversion coefficient is set to a predetermined initial value according to the current driving pattern and / or the future driving pattern.
Using the conversion coefficient of the initial value, the basic equivalent fuel consumption, which is the equivalent fuel consumption required for the transition, is calculated for each operating point of the engine that can be transitioned.
The transition pattern of the operating point determined in time series is determined so that the sum of the basic equivalent fuel consumption is minimized.
When the transition pattern includes a transition to the operating point accompanied by the start of the engine, the engine is used for the transition to the operating point accompanied by the start of the engine by using the conversion coefficient of the initial value. The equivalent fuel consumption at the time of starting, which is the equivalent fuel consumption related to the start of the engine, is calculated by changing the motoring rotation speed.
The optimum motoring speed is determined by the motoring speed when the equivalent fuel consumption at the start is minimized.
When operating the engine according to the transition pattern, it is determined whether or not the constraint imposed on the charge rate of the battery is satisfied.
When it is determined that the constraint is not satisfied, the iterative calculation is performed so as to change the conversion coefficient and redetermine the transition pattern.
Engine start control method.
請求項7に記載のエンジン始動制御方法であって、
前記現在の走行パターン及び/または前記将来における走行パターンに応じて、前記変換係数を所定の初期値に設定し、
前記初期値の前記変換係数を用いて、遷移し得る前記エンジンの動作点ごとに、前記遷移に必要な前記等価燃料消費である基本等価燃料消費を算出し、
前記動作点の遷移が前記エンジンの始動を伴うときに、前記初期値の前記変換係数を用いて、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移について、前記エンジンの始動に係る前記等価燃料消費である始動時等価燃料消費を、前記モータリング回転数を変えて複数算出し、
前記最適モータリング回転数は、前記エンジンの始動を伴う前記動作点への遷移ごとに、前記始動時等価燃料消費を最小とする前記モータリング回転数に決定され、
時系列に定まる前記動作点の遷移パターンごとに、前記基本等価燃料消費と、前記最適モータリング回転数で前記エンジンを始動するときの前記始動時等価燃料消費と、を加算することにより、総合等価燃料消費を算出し、
前記総合等価燃料消費が最小になるように、実行すべき前記遷移パターンを決定し、
前記遷移パターンにしたがって前記エンジンを動作させるときに、前記バッテリの充電率に課される制約を満たすか否かを判別し、
前記制約が満たされないと判別されたときに、前記変換係数を変更して、前記遷移パターンを再決定するように前記反復計算を行う、
エンジン始動制御方法。
The engine start control method according to claim 7.
The conversion coefficient is set to a predetermined initial value according to the current driving pattern and / or the future driving pattern.
Using the conversion coefficient of the initial value, the basic equivalent fuel consumption, which is the equivalent fuel consumption required for the transition, is calculated for each operating point of the engine that can be transitioned.
When the transition of the operating point is accompanied by the start of the engine, the equivalent fuel consumption related to the start of the engine is used for the transition to the operating point accompanied by the start of the engine by using the conversion coefficient of the initial value. The equivalent fuel consumption at the time of starting, which is, is calculated by changing the motoring rotation speed.
The optimum motor rotation speed is determined by the motoring rotation speed that minimizes the equivalent fuel consumption at the time of starting each transition to the operating point accompanied by the start of the engine.
Comprehensive equivalent by adding the basic equivalent fuel consumption and the starting equivalent fuel consumption when starting the engine at the optimum motoring speed for each transition pattern of the operating point determined in time series. Calculate fuel consumption,
The transition pattern to be executed is determined so that the total equivalent fuel consumption is minimized.
When operating the engine according to the transition pattern, it is determined whether or not the constraint imposed on the charge rate of the battery is satisfied.
When it is determined that the constraint is not satisfied, the iterative calculation is performed so as to change the conversion coefficient and redetermine the transition pattern.
Engine start control method.
バッテリから供給される電力によって駆動力を発生するモータと、前記バッテリに供給する電力を生成するジェネレータと、前記ジェネレータを駆動するエンジンと、を有する車両に設けられ、前記エンジンを始動させるときに、前記ジェネレータを用いて前記エンジンをモータリングした後に、燃料を使用して前記エンジンを駆動することにより、前記エンジンの目標とする動作点に到達させるように制御するエンジン始動制御装置であって、
前記モータリングによって到達させる前記エンジンの回転数であるモータリング回転数を低く設定する低回転始動と、前記モータリング回転数を高く設定する高回転始動と、のいずれかで前記エンジンを始動させ、
前記車両の現在の走行パターンに係る分析に基づいて、制御に関する時間的な所定区間について、前記バッテリの充電率を算出し、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が予め定める所定値よりも高くなるときには、前記所定区間における前記エンジンの始動は前記高回転始動によって行い、
前記所定区間における前記バッテリの充電率が前記所定値よりも低くなるときには、前記所定区間における前記エンジンの始動は前記低回転始動によって行う、
エンジン始動制御装置。
Provided in a vehicle having a motor that generates driving force by electric power supplied from a battery, a generator that generates electric power to be supplied to the battery, and an engine that drives the generator, when the engine is started. An engine start control device that controls an engine to reach a target operating point of the engine by driving the engine with fuel after motorizing the engine using the generator.
The engine is started by either a low rotation start in which the motoring rotation speed, which is the rotation speed of the engine reached by the motoring, is set low, or a high rotation start in which the motoring rotation speed is set high.
Based on the analysis of the current driving pattern of the vehicle, the charge rate of the battery is calculated for a predetermined time section related to control.
When the charge rate of the battery in the predetermined section becomes higher than a predetermined value, the engine is started in the predetermined section by the high rotation start.
When the charge rate of the battery in the predetermined section becomes lower than the predetermined value, the engine is started in the predetermined section by the low rotation start.
Engine start control device.
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