JP7035059B2 - ハイブリッド車の燃料および電力消費を管理する管理設定値を演算する演算方法 - Google Patents

ハイブリッド車の燃料および電力消費を管理する管理設定値を演算する演算方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7035059B2
JP7035059B2 JP2019536256A JP2019536256A JP7035059B2 JP 7035059 B2 JP7035059 B2 JP 7035059B2 JP 2019536256 A JP2019536256 A JP 2019536256A JP 2019536256 A JP2019536256 A JP 2019536256A JP 7035059 B2 JP7035059 B2 JP 7035059B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
segment
consumption
route
mes
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019536256A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020505262A (ja
Inventor
アブダル-シャリル ウラバ,
ベンジャマン クォスト,
ティエリー デノー,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of JP2020505262A publication Critical patent/JP2020505262A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7035059B2 publication Critical patent/JP7035059B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097Predicting future conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0002Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0013Optimal controllers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062Adapting control system settings
    • B60W2050/0075Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0614Position of fuel or air injector
    • B60W2510/0623Fuel flow rate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244Charge state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/05Type of road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/20Road profile
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/30Road curve radius
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2555/00Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/60Traffic rules, e.g. speed limits or right of way
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • B60W2556/10Historical data
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • B60W2556/45External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50External transmission of data to or from the vehicle for navigation systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/84Data processing systems or methods, management, administration

Description

本発明は一般的に、充電式ハイブリッド車に関する。
より詳細に、本発明は、トラクションバッテリにより電流が供給される少なくとも1つの電気モータと、燃料が供給される内燃機関とを備えたハイブリッド動力車の燃料および電流消費を管理する設定値を演算する方法に関する。
本発明は、バッテリ寿命が長いハイブリッド車すなわち少なくとも10キロメートル超の距離にわたって電気モータだけを使用して走行可能な車両に特に有利に適用できる。
充電式ハイブリッド車は、(内燃機関および燃料タンクを含む)従来の内燃駆動系ならびに(電気モータおよび電源プラグを介して充電可能なトラクションバッテリを含む)電気駆動系を備える。
このようなハイブリッド車は、その電気駆動系のみによる駆動、その内燃駆動系のみによる駆動、またはその電気駆動系および内燃駆動系の両者による同時駆動が可能である。また、内燃機関あるいは制動中の動力車が生じる運動エネルギーの取り込みにより生成された電力を用いてトラクションバッテリを再充電することができる。
車両の将来のルートの知識が無いため、駆動系それぞれの使用に関して現在実現されている方策では、最小エネルギーレベルに達するまで、ルートの始点でトラクションバッテリの放電を体系的に開始した後、内燃駆動系を使用する。このように、運転者が短いルートを運転して、トラクションバッテリを規則的に再充電し得る場合は、電気駆動系の使用が最大化されるため、車両の汚染排出物が少なくなる。
ただし、この方策では常に、最小の燃料消費が保証されるわけではない。これは特に、ユーザのルートが高速道路部で始まり、都市部で終了となる場合に当てはまる。具体的に、高速道路では、トラクションバッテリが急速に放電するため、電気駆動系の使用に適さず、都市環境では、内燃機関の効率が高速道路上よりも都市部で低くなるため、内燃駆動系の使用に適さない。
この欠点を軽減する目的で、米国特許第8,825,243号公報は、ナビゲーションシステムが分かっているルート予測に基づいて、「理想的」なバッテリ放電カーブを構築することを提案している。このカーブは、バッテリの充電状態がルートの最後だけでその最小許容値に達するように構築される。そして、この放電カーブに最も追従するように、ハイブリッドシステムがこのルート予測に従って駆動され得る。このような解決手段の欠点として、ルート上の道路状況が実質的に多様である場合(たとえば、ルートが都市の第1の部分で始まった後、高速道路の第2の部分へと続き、最後に都市の第3の部分で終了となる単純ながら非常に一般的な場合)、エネルギー消費の観点から、ルートの走行が最適とはならない。
さらに、都市部での内燃駆動系の使用は、運転者にとって、電気駆動系の使用よりも快適性に劣る。
最後に、都市部での内燃機関の使用が法律により妨げられている場合もあり、もはや都市部では内燃機関を使用できないことを意味する。
これらさまざまな欠点に対処するため、本出願人は、参照番号FR1556271(この出願は、本特許出願の出願時点で公開されていない)としてINPIに出願された特許出願に詳しく記載された第1の技術的解決手段を開発した。
この第1の技術的解決手段では概して、
ナビゲーションシステムによって、入力ルートの各セグメントの特徴となるものを決定し、
セグメントそれぞれについて、内燃機関の燃料消費を電気モータの電流消費に関連付ける数学的関係となるものを決定し、
走行するルートに対して燃料消費プロファイルが最適化されるように、各セグメントの数学的関係の最適点を選定する。
言い換えると、この第1の技術的解決手段によれば、下り部、上り部、高速道路部、および都市部等の道路関連のイベントを予測するとともに、ルートの全体を通して車両の燃料消費を少なくするための電気的リソースの最良の使用方法を前もって演算することができる。
この第1の技術的解決手段の欠点として、予想外の因子が車両のエネルギー消費を増大させるため、予測燃料消費プロファイルが不正確となってしまう場合がある。そのリスクとして、バッテリが所望量の電気エネルギーを供給できなくなり、結果としてエンジンの燃料消費が増大する。
従来技術の前述の欠点を取り除くため、本発明は、車両のエネルギー消費を修正する予想外の因子に関連する摂動に対してシステムをより堅牢にすることを提案する。
より詳細に、本発明によれば、導入部において規定したような演算方法であって、
a)ナビゲーションシステムにより、走行するルートを取得するステップと、
b)前記ルートを連続したセグメントに分割するステップと、
c)各セグメントについて、前記セグメントを特徴付ける属性を取得するステップと、
d)前記セグメントそれぞれについて、その属性を考慮することにより、セグメントにおけるハイブリッド動力車の推定燃料消費をその推定電気エネルギー消費に関連付ける関係を取得するステップと、
e)動力車の実際の燃料消費および実際の電気エネルギー消費を測定するステップと、
f)前記実際の燃料消費および前記実際の電気エネルギー消費を考慮することにより、各関係を修正するステップと、
g)修正した関係それぞれにおいて最適な消費点を決定するステップと、
h)前記最適点の座標に応じて、ルート全体のエネルギー管理設定値を生成するステップと、
を含む、演算方法が提案される。
車両の実際のエネルギー消費(燃料および電気エネルギー)の測定によれば、残りのルート全体にわたるエネルギー消費の予測を「実時間」で修正可能となる。
この修正によれば、より良好な予測が得られるが、この予測は、たとえば
(車両の乗員数、トランクの中身、トレーラのヒッチング等による)車両の負荷の増大、
(車両のルーフへの荷物の載置、開いた窓、または空気の抜けたタイヤ等による)車両の前進に抗する力の増大、
(内燃機関、トラクションバッテリ、電気モータ等の劣化による)車両のコンポーネントの経年劣化、
トラクションバッテリおよび内燃機関の効率に影響することが知られている温度変化、
等の予想外の因子により見当違いとなることはない。
したがって、本発明によれば、外部の摂動および車両のコンポーネントの経年劣化に対して、システムをより堅牢にすることができる。
さらに、ルートの始点で運転者に表示される推定消費と目的地に到達した際に表示される実際の消費との差を小さくすることができる。
したがって、この解決手段によれば、このシステムに対する運転者の信頼が高まるため、運転者は場合により、そのエネルギー消費をさらに抑えようとする。
最後に、公害をもたらす車両の通行が禁止されたゾーンを動力車が通過しなければならない場合、この解決手段によれば、電気モータだけを使用することにより、これらのゾーンの通過に対して十分に充電されたトラクションバッテリでこれらのゾーンに到達することができる。
以下は、本発明に係る演算方法の他の利点および非限定的な特徴である。
ステップd)は、燃料消費値を電気エネルギー消費値に関連付ける複数の所定関係から、前記セグメントを特徴付ける属性に対応する関係を選択することを含む。
所定関係は多項式であり、ステップf)においては、選択した多項式の原点における縦座標の値を訂正する。
選択した多項式の縦座標の値は、行済みセグメントの少なくとも1つの部分にわたりハイブリッド燃料消費を電気エネルギー消費に関連付ける多項式の原点における縦座標の値と、行済みセグメントの前記少なくとも1つの部分にわたりハイブリッド車の推定燃料消費を推定電気エネルギー消費に関連付ける多項式の原点における縦座標の値との差に等しい変数を加算することにより訂正される。
多項式は2次であり、トラクションバッテリの充電および放電の変化は、最小閾値と最大閾値との間に境界を有する。
前記多項式は、2つの一定係数と、多項式ごとに変化する原点における縦座標値とを有する。
ステップd)において、上記関係は、前記セグメントの勾配とは独立に選択され、ステップf)の前に、前記関係を修正して前記勾配を考慮に入れるステップd1)が実施される。
ステップd)において、上記関係は、運転者がを運転する方法とは独立に選択され、ステップf)の前に、前記関係を修正して、運転者がを運転する前記方法を考慮に入れるステップd3)が実施される。
ステップd)において、上記関係は、電気モータとは異なり、トラクションバッテリにより電流が供給される補助装置の電流消費とは独立に選択され、ステップf)の前に、前記関係を修正して、補助装置の前記電流消費を考慮に入れるステップd2)が実施される。
ステップg)において、最適点は、ルートの全体にわたってハイブリッドの燃料消費を最小化し、前記ルートの最後にトラクションバッテリの放電を最大化するように選定される。
非限定的な例として与えられる添付の図面を参照して与えられる以下の説明によれば、本発明の構成およびその実装方法を明確に理解可能となる。
車両が走行する必要のあるルートのセグメントを特徴付ける属性の値を示したテーブルである。 走行するルートのセグメントを特徴付ける基準カーブのパラメータを示したテーブルである。 テスト走行中に取得された個別消費カーブの分布を示したグラフである。 複数の基準カーブを示したグラフである。 セグメントに割り当てられた各属性値に対して、このセグメントが図4の基準カーブのいずれかと関連付けられる確率を関連付けるテーブルである。 車両の補助装置の電気消費を考慮するため、基準カーブに対して行われる修正を示したグラフである。 ルートの対応するセグメントの勾配または運転者の挙動を考慮するため、基準カーブに対して行われる修正を示したグラフである。 各セグメントと関連付けられた各基準カーブのさまざまな点と、これら基準カーブの最適点を通過するカーブとを示したグラフである。 本発明に係る演算方法を実現可能な方法を示したフローチャートである。
従来、動力車は、パワートレイン、本体要素、および乗員室要素を特に支持するシャシーを備える。
充電式ハイブリッド車において、パワートレインは、内燃駆動系および電気駆動系を備える。
内燃駆動系は特に、燃料タンクと、燃料タンクにより供給される内燃機関とを備える。
電気駆動系としては、トラクションバッテリと、トラクションバッテリにより電流が供給される1つまたは複数の電気モータとを備える。
また、この動力車は、たとえば住居の幹線電源またはその他任意の電気網を介してトラクションバッテリをローカルに充電可能な電源プラグを備える。
また、動力車は、補助装置を備えるが、ここではトラクションバッテリにより電流が供給される電気装置として規定される。
これらの補助装置としては、エアコンのモータ、パワーウィンドウのモータ、あるいは地理定位-ナビゲーションシステムが挙げられる。
この地理定位-ナビゲーションシステムは従来、動力車の地理位置に関する信号を受信可能なアンテナと、国または地域のマップを格納可能なメモリと、車両の位置をこのマップ上に表示可能なスクリーンとを備える。
ここでは、このスクリーンが運転者による情報入力を可能にするタッチスクリーンである場合について考える。当然のことながら、それ以外も可能である。
最後に、地理定位-ナビゲーションシステムは、運転者により入力された情報、メモリに格納されたマップ、および動力車の位置を考慮に入れて、走行するルートを演算可能なコントローラを備える。
動力車1は、特に前述の2つの駆動系(特に、電気モータおよび内燃機関が生じる動力)を制御可能な電子制御ユニット(すなわち、ECU)をさらに備える。
本発明に関連して、このECUは、地理定位-ナビゲーションシステムのコントローラに接続されているため、これら2つの要素は、互いに情報を伝え合うことができる。
ここで、上記要素は、車両の主要な装置間通信ネットワークによって(通常は、CANバスを介して)、一体的に接続されている。
ECUは、プロセッサおよびメモリユニット(以下、メモリと称する)を備える。
このメモリは、以下に記載の方法に関連して用いられるデータを格納する。
特に、図5に示すようなテーブル(以下により詳しく説明する)を格納する。
また、プロセッサによる実行によって以下に記載の方法をECUにより実現可能な命令を含むコンピュータプログラムから成るコンピュータアプリケーションを格納する。
ここで、本発明の実施のため、ECUは複数のセンサに接続されているが、これにより特に、内燃機関の瞬時燃料消費、1つもしくは複数の電気モータの瞬時電流消費、補助装置の瞬時電流消費、ならびに動力車の運転者の運転スタイル(派手、普通、平穏等)を把握可能となる。
まず、以下に記載の方法の説明において使用する複数の考え方について規定する。
たとえば、用語「ルート(route)」は、目的地点に到達するために動力車が走行する必要のある経路として規定されていてもよい。
この目的地点(ルートの最後)には、車両に装備された電源プラグを介してトラクションバッテリを再充電可能な充電所が存在するものと考えられる。
各ルートは、「隣接レグ」または「隣接セグメント」に分割可能である。
レグの考え方は、地理定位-ナビゲーションシステムに装備されたコントローラが本来使用するものということになる。
実際、各レグは、2つの道路交差点間に存在するルートの部分に対応する。最短または最速のルートを規定するため、コントローラは、ルートが通過する必要のある道路のレグを決定することになる。
セグメントの考え方は異なる。これについては、以下に詳しく規定する。簡素化のため、ルートの各セグメントは、ルートの1つの部分に対応し、その部分で道路の特性が大きく変化することはない。これにより、一例として、ルートは、それぞれにおいて最大許容速度が不変の複数のセグメントに分割することも可能である。
ここで、ルートは、N個のセグメントT(iは、1~Nの範囲の整数)により構成されると考えられる。
これらのセグメントは、「属性cr」と称するパラメータを特徴とする。以下は、各セグメントを特徴付け得る属性crの例である。
第1の属性は、「道路カテゴリFC」となる。地理定位-ナビゲーションシステムに装備されたコントローラは一般的に、この種のカテゴリを使用して、さまざまな種類の道路を区別する。ここで、このカテゴリは、(たとえば)1~6の範囲の整数値を取り得る。たとえば、1に等しい属性が高速道路に対応し、2に等しい属性が幹線道路に対応していてもよい。
第2の属性は、度またはパーセントで表されるセグメントの「勾配RG」となる。
第3、第4、第5、および第6の属性は、セグメント上の車両の固有速度に対するものとなる。
第3の属性は、セグメントの「速度カテゴリSC」となる。また、地理定位-ナビゲーションシステムに装備されたコントローラは一般的に、この種のカテゴリを使用して、さまざまな種類の道路を区別する。ここで、このカテゴリは、1~6の範囲の整数値を取り得る。たとえば、1に等しい属性が超高速の道路(速度制限が120km/h超)に対応し、2に等しい属性が高速の道路(速度制限が100~120km/hの範囲)に対応していてもよい。
第4の属性は、セグメント上の「最大許容速度SL」となる。
第5の属性は、セグメント上で観測される「平均速度SMS」となる(その値は、各道路に実行された統計的測定の結果である)。
第6の属性は、セグメント上で観測される「瞬時速度TS」となる(その値は、交通状況に関する情報を実時間で提供するシステムから得られる)。
第7の属性は、セグメントの「長さLL」となる。
第8の属性は、セグメントの「平均曲率半径LC」となる。
第9の属性は、車両の走行方向にセグメントが有する「車線数NL」となる。
以下の説明においては、これら9つの属性を用いて、ルートの各セグメントを特徴付ける。
一変形例として、ルートの各セグメントは、より多数または少数の属性crを特徴としていてもよい。
さらに、トラクションバッテリのエネルギー状態(SOE)は、このトラクションバッテリに残っているエネルギーを特徴付け得るパラメータとして規定されることになる。一変形例としては、バッテリの充電状態(SOC)等の別のパラメータまたは同種のその他任意のパラメータ(バッテリの内部抵抗、バッテリの端子間電圧等)が用いられるようになっていてもよい。
そして、トラクションバッテリの充電または放電ΔSOEは、2つの別個の時間に考えられる2つのエネルギー状態間の差に等しいものと考えられる。
そして、所与のセグメント上の車両の「個別消費カーブ」は、車両の各燃料消費値CCに対して、トラクションバッテリの充電または放電の値ΔSOEを関連付けるカーブとして規定される。具体的に、所与のセグメント上では、車両の燃料消費CC(走行キロメートル当たりのリットル)ならびにトラクションバッテリの充電もしくは放電(キロメートル当たりのワット時)を推定することができる。これら2つの値は、車両を前進させるのに電気駆動系が用いられるか内燃駆動系が用いられるかに応じて変化するため、カーブにより関連付けられることになる。
個別消費カーブは無限に存在するため、最後に、特性がよく知られており、各個別消費カーブを近似し得る特定の個別消費カーブとして「基準カーブ」が規定される。言い換えると、以下の説明で明らかとなる通り、ルートの各セグメントは、1つの個別消費カーブではなく、(個別消費カーブの最良近似である)1つの基準カーブと関連付けられる。
以下の説明においては、添え字「est」を伴う推定情報と添え字「mes」を伴う測定情報とをさらに区別する。このため、情報は、一方では推定され、他方では測定されるようになっていてもよい。
地理定位-ナビゲーションシステムのコントローラおよび車両のECUの協働により実現される方法は、車両の燃料および電流消費を管理する設定値を演算する方法である。
この方法では、より厳密に、たとえばルートの全体にわたる車両の燃料消費およびその汚染排出物を可能な限り少なくするため、所定のルート上で電気駆動系および内燃駆動系をどのように使用する必要があるかを決定する。
本発明の特に有利な一特徴によれば、この方法は概して、
走行するルートを取得するステップと、
ルートを連続した隣接セグメントTに分割するステップと、
各セグメントTについて、このセグメントTを特徴付ける属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を取得するステップと、
セグメントTそれぞれについて、このセグメントTの属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を考慮することにより、セグメントにおけるハイブリッド動力車の各燃料消費値CCをトラクションバッテリの放電または充電の値ΔSOEに関連付ける関係(ここでは、基準カーブCEと称する)を決定するステップと、
動力車の実際の燃料消費CCmesおよび実際の電気エネルギー消費ΔSOEmesを測定するステップと、
前記実際の燃料消費CCmesおよび前記実際の電気エネルギー消費ΔSOEmesを考慮することにより、前記基準カーブCEを修正するステップと、
修正した各基準カーブCEの最適点Pを決定する(たとえば、ルートの全体にわたるハイブリッド動力車の燃料消費の最小化および前記ルートの最後におけるトラクションバッテリの完全放電を可能にする)ステップと、
前記最適点Pの座標に応じて、エネルギー管理設定値を生成するステップと、
を主に含む。
これらステップの詳細を以下に示す。その一部は、たとえば車両のルートに沿った一定の時間間隔での規則的な実施により、ルートの少なくとも1つの走行済み部分で観測されるエネルギー消費に応じて、エネルギー消費予測を可能な限り修正するようにしてもよい。
図9に示すように、第1のステップ100では、動力車が走行する必要のあるルートを取得する。
このステップは場合により、動力車が始動した場合は、地理定位-ナビゲーションシステムに組み込まれたコントローラにより実行されることになる。
そして、このステップは、従来通り実行される。
したがって、運転者が地理定位-ナビゲーションシステムのタッチスクリーンを用いて目的地点を規定した場合、このシステムのコントローラは、特に運転者が選択したルートパラメータ(最速ルート、最短ルート等)に応じて、走行するルートを演算する。
この段階において、地理定位-ナビゲーションシステムによる規定と異なるルートを車両が走行し始めた場合あるいは状況(たとえば、交通状況)が変化した場合は、この方法の全体の再設定が必要となることに留意する。
一変形例として、この第1のステップ100は、別の方法で実行されるようになっていてもよい。
したがって、運転者がタッチスクリーンを介して目的地点を入力することが不要となり得る。コントローラは、運転者のルーチンを検出して、そこから目的地点を自動的に推論可能であってもよい。
たとえば、運転者が毎日同じルートを通って働く場合、このルートは、地理定位-ナビゲーションシステムのタッチスクリーンを介して運転者が情報を入力する必要なく、自動的に取得されるようになっていてもよい。
この第1のステップの最後に、地理定位-ナビゲーションシステムに組み込まれたコントローラは、上述の通り2つの道路交差点間でそれぞれ延びる複数の隣接レグで構成された車両のルートを把握する。
第2のステップ101では、ルートをセグメントTに分割する。
ルートをレグではなくセグメントに再分割する利点として、第一に、ルートの細分割数が少なくなる。具体的に、2つの連続したレグの属性は、同一であることが多い。これら2つの連続したレグが別個に処理されるなら、演算の継続時間が無駄に長くなることになる。同じセグメント内で同一のレグを一体的にグループ化することにより、演算の継続時間を短くすることができる。
別の利点として、所与のレグにわたる道路の特性は、著しく変化し得る(レグの一部分がゼロ勾配の道路に対応し、このレグの別の部分が高勾配の道路に対応していてもよい)。ここでは、それぞれにおいて道路の特性が同じままとなるセグメントにルートを分割するのが望ましい。
ここで、各セグメントTは、その全長にわたって変化しない少なくとも1つの属性を含むルートの部分として規定されることになる。
この属性は、勾配RG、速度カテゴリSC、および/または道路カテゴリFCであってもよい。
ここで、このステップは、地理定位-ナビゲーションシステムに組み込まれたコントローラにより実行されることになる。このため、コントローラは、前述の3つの属性(RG、SC、FC)が一定である最大長のセグメントTにルートを切断することになる。
この第2のステップの最後に、コントローラは、このようにしてN個のセグメントを規定していることになる。
第3のステップ103では、各セグメントTの属性cr estを取得する。
対象のセグメント全体で属性のうちの1つが可変である場合は、セグメントの全体にわたるこの属性の平均値について考える。
実際のところ、この第3のステップは、以下のように実行される。
第一に、地理定位-ナビゲーションシステムに組み込まれたコントローラは、新たなルートが演算されたことをECUに知らせる。そして、ECUは、たとえば図1に示すようなテーブルの形態で、各セグメントの属性の送信を要求する。
その後、コントローラは、以下のように各セグメントの属性を取得する。
コントローラは、その一部、特に、セグメントの長さLLを演算する。
コントローラは、地理定位-ナビゲーションシステムのメモリから、その他、特に、道路カテゴリFC、勾配RG、速度カテゴリSC、最大許容速度SL、平均速度SMS、平均曲率半径LC、および車線数NLを読み出す。
これらの属性の残りは、別の装置によってコントローラに伝達されるが、特に瞬時速度TSは、交通状況に関する情報を実時間で提供するシステムにより伝達される。
その後、コントローラは、CANバスを介して、この情報をすべて車両の主ECUに送信する。
3つの第1のステップを実行するのに車両の主ECUではなく地理定位-ナビゲーションシステムに組み込まれたコントローラを使用する利点として、CANバスを介してECUに送信される情報の量が少なくなる。具体的には、同じ属性を有するルートの隣接レグを統合することにより、送信データの量が少なくなるため、CANバスを介したデータの送信が加速される。
これらの属性cr estが受信されたら、ECUは、この方法の残りのステップを実行する。
第4のステップ103では、セグメントTそれぞれについて、対象のセグメントT上の車両のエネルギー消費(燃料および電流消費)を可能な限り良好に推定し得る関係を決定する。
ここで、この第4のステップ103は、
ECUのメモリに格納された基準カーブCEから、対象のセグメントT上の車両のエネルギー消費を可能な限り良好に推定し得るカーブを選択することと、その後
選択した基準カーブCEを修正して、この方法が十分な信頼性を有することを保証するのに必要なすべてのデータを考慮に入れることと、
によって実行される。
この第4のステップ103によれば、属性による各セグメントの特徴付けから、エネルギーコストによる特徴付けへと移行可能となる。
ここでは、5つの連続する動作によって実行される。
例示的な本実施形態の第1の動作において、ECUは、そのメモリに格納された図5に示すテーブルTABを使用することになる。
図5に示すように、このテーブルTABは、それぞれが属性の値(または、値の区間)に対応する各行を含む。また、それぞれが基準カーブCEのうちの1つに対応する各列を含む。図示の例において、ECUのメモリは、M個の基準カーブCEを格納すると考えられる(ここで、Mは11に等しい)。したがって、添え字jは、1~11の範囲の整数である。
図5においては、テーブルTABのセルに含まれる値が車両の特性によって決まることから、各セルは空白のままとなっている。
実際、このテーブルTABは、これらのセルそれぞれに値を入れた状態でECUのメモリに格納されることになる。
これらの値は、各属性値が基準カーブCEのいずれかと対応する確率に対応した確率値(0~1の範囲)となる。
一例として、セグメントTの道路カテゴリFCが2に等しい値を有する場合は、このテーブルにおいて、たとえばこのセグメントがエネルギーコストに関して基準カーブCE1により十分に特徴付けられる確率がaに等しくなり、このセグメントがエネルギーコストに関して基準カーブCE2により十分に特徴付けられる確率がaに等しくなるものと読み取れるようになる。
勾配および長さの属性(それぞれ、RGおよびLL)の値は、このテーブルTABにおいて意図的に使用されていないことに留意する。
この段階において、ECUはその後、対象のセグメントTの各属性の値に対応する各確率値を識別するようにしてもよい。
図示の例において、属性FCは2に等しいと考えられ、属性SCは6に等しいと考えられ、属性SLは30に等しいと考えられ、属性NLは2に等しいと考えられ、属性SMSは60~80の範囲にあると考えられ、属性TSは40~60の範囲にあると考えられ、ECUは、a~a11、b~b11、c~c11、d~d11、e~e11、およびf~f11で表される値を識別する。
その後、ECUは、対象のセグメントTがエネルギーコストに関して11個の基準カーブCEそれぞれにより十分に特徴付けられる確率を合計する。
このため、図示の例において、ECUは、a~f、次いでa~f等で表された値を合計する。
最後に、ECUは、11個の合計のうち、結果が最大となるものを決定する。
そして、この最大の確率合計が関連付けられる基準カーブCEが、エネルギーコストに関してセグメントTを最も特徴付けていると結論付ける。
その後、ECUは、そのメモリから、この基準カーブCEを特徴付けるパラメータの値を取得するようにしてもよい。
この説明の段階においては、これらの基準カーブを求めてモデル化する方法をより詳細に論じることができる。
車両モデル(または、エンジン/モータモデル、自動車モデルの範囲、エンジン/モータモデルの範囲)ごとに、道路のさまざまな地理定位セグメント上で多くのテスト走行(または、テスト走行のシミュレーション)を実行する必要がある。
これらのテスト走行によれば、属性が既知のさまざまなセグメント上で、車両の燃料および電流消費を決定することができる。このため、電気モータによりもたらされる推進力の割合を毎回大きくして、各セグメント上で車両を多数回走行させる。
これにより、各セグメントの個別消費カーブCCSを生成することができる。これらの個別消費カーブは、図4に示すようなものである。
これらのカーブそれぞれにおいては、電気エネルギーの使用が増えると(すなわち、ΔSOE<0の場合)、燃料消費が減って、電気駆動系のみを使用してセグメントを走行する場合には0に達することが分かる。逆に、内燃機関によるバッテリの再充電がより多く必要になると(ΔSOE>0)、燃料消費が増える。最後に、上述の通り、各個別消費カーブCCSは、補助装置が電気を一切消費することなく水平の道路(ゼロ勾配)を走行する状況に関して、車両の平均エネルギー消費を表す。
これらのテスト走行によれば、テストしたセグメントと同数の個別消費カーブCCSが見出される。
各個別消費カーブCCSは、トラクションバッテリの充電および放電の変化ΔSOEが最小閾値ΔSOEminと最大閾値ΔSOEmaxとの間に境界を有する2次多項式によりモデル化されるようになっていてもよく、以下のように記述できる。
Figure 0007035059000001
ここで、Ψ、Ψ、Ψは、多項式の係数である。
図4のカーブに示すように、このモデル化を簡素化するため、2つの係数Ψ、Ψがカーブごとに同一となるように近似することができる。また、最小閾値ΔSOEminが多項式の3つの係数によって決まることを観測可能である。このため、係数Ψおよび最大閾値ΔSOEmaxのみが変動する。したがって、各個別消費カーブCCSを特徴付けられるのは、これら2つの値である。
図3は、座標がこれら2つの変数ΨおよびΔSOEmaxに対応する点を示している。この図は、実行されたテスト走行中に得られた個別消費カーブCCSの分布を示している。ここで、これらの点は、11個の異なるゾーンに分布していると考えられる。各ゾーンは、その重心により規定される。
このため、上述の通り、この方法においては、対象のセグメントに厳密に対応する個別消費カーブが取得されず、変数ΨおよびΔSOEmaxがこれら11個のゾーンのうちの1つの重心に対応する11個の基準カーブのうちの1つが考慮される。
そして、第1の動作の最後に、前述のパラメータΨ、Ψ、Ψ、ΔSOEmin、ΔSOEmax、各セグメントTの長さLL、およびその勾配RGによって、図2に示すように各セグメントTが規定される。
上記説明の通り、選択されたエネルギーカーブCEは、セグメントTの勾配も、補助装置(エアコンのモータ等)の電流消費も、運転者の運転スタイル(派手、平穏等)も、その他の如何なる未知の因子(タイヤの圧力の低下、車両の過積載等)も考慮に入れない。
道路の勾配を考慮に入れるため、セグメントの勾配RGに応じて各選択基準カーブCE(すなわち、各セグメントTに割り当てられた基準カーブCE)を修正する第2の動作が提供される。
図7に明示するように、この修正する第2の動作では、勾配RGによって決まる値だけ、セグメントTと関連付けられた基準カーブCEを単に上方または下方へ(すなわち、一定の充電または放電ΔSOEで)シフトさせる。
具体的には、対象の道路セグメントが上り坂である場合、燃料消費が最初の予想よりも多くなることが了解される。これに対して、対象の道路セグメントが下り坂である場合、燃料消費が最初の予想よりも少なくなる。
さらに、制動が掛けられたフェーズにおいては、上り坂よりも下り坂でより多くの電気エネルギーを取り込めるようになる。
実際、この修正する第2の動作では、以下の式を用いてパラメータΨを修正することになる。
Ψ+K.RG=>Ψ
ここで、Kは、対象の車両モデルおよびその特性によって値が決まる係数である(一例として、ここでのKは、0.01327l.km-1に等しいと考えられる)。
動力車の運転者の運転スタイルを考慮に入れるため、各基準カーブCEを修正する第3の動作が提供される。
運転スタイルは、たとえば変数dsmesによりパラメータ化されていてもよい。この変数は、たとえば最初はゼロに等しく設定されていてもよく、また、運転スタイルが平穏よりも派手である場合に正の値を取り、運転スタイルが派手よりも平穏である場合に負の値を取るようになっていてもよい。
図7に明示するように、各基準カーブCEを修正する動作では、変数dsmesによって決まる値だけ、セグメントTと関連付けられた基準カーブCEを単に上方または下方へ(すなわち、一定の充電または放電ΔSOEで)シフトさせる。
具体的には、運転スタイルが派手である場合、燃料消費が最初の予想よりも多くなることが了解される。これに対して、運転スタイルが平穏である場合、燃料消費が最初の予想よりも少なくなる。
実際、この修正する第3の動作では、以下の式を用いてパラメータΨを修正することになる。
Ψ+dsmes=>Ψ
補助装置の電流消費を考慮に入れるため、補助装置が消費する電力pauxmesに応じて各基準カーブCEを修正する第4の動作が提供される。
図6に明示するように、この修正する動作では単に、電力pauxmesに応じた値だけ、セグメントTと関連付けられた基準カーブCE を左方へ(すなわち、一定の燃料消費で)シフトさせる。
具体的には、電気装置が用いられている場合、バッテリの充電が予想よりも遅くなり、このバッテリの放電が予想よりも速くなることが了解される。
実際、この修正するステップでは、以下により演算される値EAUXだけ、基準カーブCEをシフトさせることになる。
Figure 0007035059000002
ここで、
Figure 0007035059000003
は、セグメント全体での平均速度(単位:km/h)である。この値は、地理定位-ナビゲーションシステムによって直接供給され得るが、交通の速度の値、統計的平均速度、または最大許容速度に等しいものと推定されることになる。
そして、この第4の動作の最後には、パラメータΨ 0,est、Ψ 1,est、Ψ 2,est、ΔSOE min、ΔSOE maxによって、各セグメントTが規定される。
この段階において、これらのパラメータを求める前述の方法は、一例として示しているに過ぎないことに留意する。特に、図5に示すようなテーブルを用いない解決手段の提供も可能である。
このため、より一般的な一変形例においては、方策(オフライン)の開発のフェーズにおいて校正されたエネルギーモデルを用いて、係数Ψ 0,est、Ψ 1,est、Ψ 2,estを演算することも可能であり、以下のように書くことができる。
Figure 0007035059000004
関係f、f、およびfは、たとえば一組のエネルギー消費のカテゴリのモデル化により導出されるようになっていてもよく、この場合のカテゴリの選定は、(前述の場合と同様に)道路のレグが属する確率によって決まるものの、これらのカテゴリはその他任意の性質であってもよい。
後述の通り、車両がルートを走行し始めたら、それまでに推定されたパラメータを修正して、その他任意の未知の因子(タイヤの圧力の低下、車両の過積載等)を考慮に入れる第5の動作が提供されることになる。
この段階においては、車両がまだ出発していないと考えられることから、この第5の動作が実行されることはないため、説明しない。ただし、以下で詳細に説明する。
そして、この方法の第5のステップ104では、修正した各基準カーブCEにおいて、ルートの全体にわたるハイブリッド動力車の燃料消費の最小化および前記ルートの最後におけるトラクションバッテリの完全放電を可能にする最適点Pを決定する。
ここで、このステップは、A最適化アルゴリズムにより実行される。これは、当技術分野において知られているアルゴリズムに関するため、ここでは詳しく説明しない。ただし、その動作について簡単に説明する。
このため、図8を参照する。
この図においては、セグメントTごとに、車両の位置とセグメントの終点との間の距離に等しい(単位:キロメートル)横座標において、縦座標軸と平行なエネルギー状態SOEを通過する一連の点が描かれていることが分かる。この線上の各点は、このセグメントTと関連付けられた基準カーブCEから推論される実現可能なエネルギー状態SOEに対応する。エネルギー状態SOEの空間は、有限個の点へと離散化される。
そして、各点の縦座標は、トラクションバッテリに適用される充電または放電を所与として、基準カーブCEの対応点に従って車両が走行する場合にセグメントTの最後に残ることになるトラクションバッテリのエネルギー状態SOEに等しい。
したがって、各点は、ノードnを構成する。
そして、Aアルゴリズムの目的は、車両の燃料消費を最小化可能となる経路CIを見つけることである。
ノードnの探索順序の選定は、以下の式に示すように、コスト関数gおよびヒューリスティック関数hの合計である関数kを最小化する試行によって決まる。
k(n)=g(n)+h(n)
ここで、g(n)は、先行セグメントにわたってバッテリに適用される充電または放電ΔSOEに関しての選定に応じて、最も利用可能な軌跡上の始点ノード(ルートの始点)からノードnに達するのに要する燃料の量であり、
h(n)は、ノードnから終点ノードまで通過するのにトラクションバッテリに適用可能な充電または放電ΔSOEでの消費に残る燃料の量の楽観的推定である(ノードnからのトラクションバッテリの放電は、線形と考えられる)。
関数kによれば、アルゴリズムが各演算ループにおいて、現在のノードに達するコストおよびこのノードからルートの終点に達するコストの両者を最小化する軌跡を探索することができる。
このため、関数kの使用により、このアルゴリズムは、最適な軌跡に近い軌跡のみを探索しようとすることから、準最適な軌跡の探索が制限され、最小回数の演算ループで良好な結果が得られる。
図8に示す関数は、基準カーブCEの最適点Pを通過する最適な経路を示しており、ルートの始点からの走行距離をdとして、SOE=f(d)と表される。
最適な経路(すなわち、最適点Pを通過する経路)が見つかったら、ECUは、最適点Pの座標に応じて、エネルギー管理設定値SOErefを生成する。
そして、これらのエネルギー管理設定値がルートの全体を通してECUにより軌跡の追跡に使用されるため、トラクションバッテリのエネルギー状態SOEは、図8に示す経路CIに従う。
複数の方法によって、このような追跡を実行可能である。一例は、本出願人により出願された特許出願FR2988674のほか、文献WO2013150206およびWO2014001707に特によく示されている。
地理定位-ナビゲーションシステムにより示されたルートを車両が走行し始めたら、ECUは、以下に詳しく説明するステップ105~109と併せて、前述のステップ103および104を何度も繰り返す。
このステップ103および104の繰り返しによれば、特にステップ103で実行される第5の動作により、走行するルートの残りでの車両のエネルギー消費の推定の品質を最適化することができる。
このため、第6のステップ105において、ECUは、過去および現在の時間窓における車両のエネルギー消費CCestおよび電気消費ΔSOEestの推定値を決定する。
この時間窓は、たとえばルートのセグメントTのうちの1つ、セグメントのうちの1つの一部、または複数のセグメントを走行するのに要した時間間隔に対応し得る。
一例として、説明を明瞭化するため、この時間窓は、Tt-2、Tt-1(Tは、車両が走行中のセグメントを示す)と表される2つの先行セグメントを走行するのに要した時間に対応するものと考えられる。
ただし、窓のサイズは、セグメントの長さとは独立に選定されるのが好ましい。これは、十分に安定した平均エネルギー消費を記録可能で、予測エネルギーモデルのダイナミックレンジと互換の時間長となる。
この時間窓において車両のエネルギー消費CCestおよび電気消費ΔSOEestの推定値を平均で演算するため、ECUは、これらのセグメントと関連付けられた最適点Pの値を使用する。そして、ECUは、選定された時間窓全体において車両のエネルギー消費CCestの推定値および電気消費ΔSOEestの推定値を関連付ける個別消費カーブを決定することができる。
そして、Ψ 0,estと表されるこの個別消費カーブの原点における縦座標が以下の数学的関係により演算されるようになっていてもよい。
Ψ 0,est=CCest-(Ψ2,mes.ΔSOEest Ψ1,mes.ΔSOEest
次に、車両に装備されたセンサにより、ステップ107、108、および109においては、ECUが、
補助電気装置が消費する電力pauxmesおよび運転者が車両を運転するスタイルに対するパラメータdsmesの新たな測定結果と、
選定された時間窓における内燃機関の実際の燃料消費CCmesの平均と、
前記時間窓における車両の実際の電気消費ΔSOEmesの平均と、
を得られる。
上記説明の通り、ステップ106において、ECUは、実際の燃料消費CCmesおよび実際の電気消費ΔSOEmesのこれら2つの推定値を関連付ける個別消費カーブを決定することができる。
そして、Ψ 0,mesと表されるこのカーブの原点における縦座標が以下の数学的関係により演算されるようになっていてもよい。
Ψ 0,mes=CCmes-(Ψ2,mes.ΔSOEmes Ψ1,mes.ΔSOEmes
この場合も、係数Ψ2,mesおよびΨ1,mesが一定かつ既知であるため、パラメータΨ 0,mesを容易に演算可能である。
そして、ステップ103および104で推定した値と測定値との誤差ΔΨ0,extを演算することができる。この誤差は、以下の数学的関係により求められる。
ΔΨ0,ext=Ψ 0,mes-Ψ 0,est
この誤差は場合により、後続の時間間隔、より厳密には、次にステップ103がECUにより実行される機会に使用されることになる。
このため、上記規定の第5の動作においては、前記誤差ΔΨ0,extに応じて、各基準カーブCEが修正されることになる。
図7に明示するように、この第5の動作では、誤差ΔΨ0,extによって決まる値だけ、セグメントTと関連付けられた基準カーブCEを単に上方または下方へ(すなわち、一定の充電または放電ΔSOEで)シフトさせることになる。
実際、この修正する第2の動作では、以下の式を用いてパラメータΨを修正することになる。
Ψ+ΔΨ0,ext=>Ψ
本発明は、記載および図示の実施形態に何ら限定されず、当業者であれば、本発明に係る多くの変形例に想到し得るであろう。
特に、地理定位-ナビゲーションシステムがルートのセグメントの属性の値を把握していない場合は、
この属性に割り当てられた確率の値を考慮しない確率の合計の演算、または
予め設定された値で未知の値を置き換える演算、
が場合により提供されることになる。

Claims (9)

  1. トラクションバッテリにより電流が供給される少なくとも1つの電気モータと、燃料が供給される内燃機関とを備えたハイブリッド車の燃料および電流の消費を管理する設定値を演算するための演算方法であって、
    a)ナビゲーションシステムから、走行するルートを取得するステップと、
    b)前記ルートを連続したセグメント(T 、i∈{1...N})に分割するステップと、
    c)セグメント(T )毎に、セグメント(T )を特徴付ける属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を取得するステップと、
    d)セグメント(T )毎に、セグメント(T )を特徴付ける属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)を考慮して、セグメント(T )における前記ハイブリッド車の推定燃料消費(CC est )を推定電気エネルギー消費(ΔSOE est )に関連付ける所定関係(CE )を取得するステップと、
    e)前記ハイブリッド車の実燃料消費(CC mes )および実電気エネルギー消費(ΔSOE mes )を測定するステップと、
    f)セグメント(T )毎に、前記実燃料消費(CC mes )および前記実電気エネルギー消費(ΔSOE mes )を考慮して、前記所定関係(CE )を修正するステップと、
    g)修正した前記所定関係(CE )毎に、消費の最適点(P )を決定するステップと、
    h)前記最適点(P )の座標に応じて、ルート全体のエネルギー管理設定値を生成するステップと、
    を含み、
    前記所定関係(CEは選択した多項式であり、選択した前記多項式の原点における縦座標の値をステップf)において訂正する、算方法。
  2. ステップd)、燃料消費値(CC)を電気エネルギー消費値(ΔSOE)に関連付ける複数の前記所定関係(CE、j∈{1...M})のなかから、前記セグメント(T)を特徴付ける前記属性(FC、SC、SL、TS、RG、LL、NL、SMS)に対応する前記所定関係(CE)を選択することを含む、請求項1に記載の演算方法。
  3. 選択した記多項式の縦座標の値行済みセグメントの少なくとも1つの部分(Tt-2,t-1)にわた前記ハイブリッド燃料消費(CCmes)を電気エネルギー消費(ΔSOEmes)に関連付ける多項式の原点における縦座標の値(Ψ 0,mes)と、記走行済みセグメントの前記少なくとも1つの部分(Tt-2,t-1)にわたる前記ハイブリッド車の推定燃料消費(CC est )を推定電気エネルギー消費(ΔSOE est )に関連付ける多項式の原点における縦座標の値(Ψ 0,est )との差に等しい変数(ΔΨ0,ext)を加算することにより訂正される、請求項に記載の演算方法。
  4. 前記多項式2次多項式であり、前記トラクションバッテリの充電および放電の変動範囲(ΔSOE)は、最小閾値(ΔSOEminから最大閾値(ΔSOEmaxまでの範囲である、請求項またはに記載の演算方法。
  5. 前記多項式変化しない2つの係数(Ψ、Ψ)と、多項式ごとに変化する原点における縦座標値(Ψ)とを有する、請求項に記載の演算方法。
  6. ステップd)において、前記所定関係(CE、前記セグメント(T)の勾配(RG)とは独立に選択され、ステップf)の前に、前記勾配(RG)を考慮に入れて前記所定関係(CE)を修正するステップd1)が実施される、請求項2からのいずれか一項に記載の演算方法。
  7. ステップd)において、前記所定関係(CE、運転者が前記ハイブリッド車を運転する態様とは独立に選択され、ステップf)の前に、運転者が前記ハイブリッド車を運転する態様に関連するパラメータ(ds mes )を考慮に入れて前記所定関係(CE)を修正するステップd3)が実施される、請求項2からのいずれか一項に記載の演算方法。
  8. ステップd)において、前記所定関係(CE、前記電気モータとは別の補助装置であって前記トラクションバッテリにより電流が供給される補助装置の電流消費とは独立に選択され、ステップf)の前に、前記補助装置の電流消費に関連するパラメータ(paux mes )を考慮に入れて前記所定関係(CE)を修正するステップd2)が実施される、請求項2からのいずれか一項に記載の演算方法。
  9. ステップg)において、前記最適点(P、i∈{1...N})、前記ルート全体にわたって前記ハイブリッドの燃料消費を最小化し、かつ前記ルートの最後に前記トラクションバッテリの放電を最大化するように選定される、請求項1からのいずれか一項に記載の演算方法。
JP2019536256A 2017-01-05 2017-12-20 ハイブリッド車の燃料および電力消費を管理する管理設定値を演算する演算方法 Active JP7035059B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1750110A FR3061470B1 (fr) 2017-01-05 2017-01-05 Procede de calcul d'une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d'un vehicule automobile hybride
FR1750110 2017-01-05
PCT/FR2017/053718 WO2018127644A1 (fr) 2017-01-05 2017-12-20 Procede de calcul d'une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d'un vehicule automobile hybride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020505262A JP2020505262A (ja) 2020-02-20
JP7035059B2 true JP7035059B2 (ja) 2022-03-14

Family

ID=58547645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019536256A Active JP7035059B2 (ja) 2017-01-05 2017-12-20 ハイブリッド車の燃料および電力消費を管理する管理設定値を演算する演算方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11312359B2 (ja)
EP (1) EP3565747B1 (ja)
JP (1) JP7035059B2 (ja)
KR (1) KR102213119B1 (ja)
CN (1) CN110167808B (ja)
FR (1) FR3061470B1 (ja)
WO (1) WO2018127644A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3028109B1 (fr) * 2014-11-03 2020-01-24 Renault S.A.S Procede de gestion de l'etat de charge d'une batterie de traction d'un vehicule hybride.
FR3061470B1 (fr) * 2017-01-05 2019-05-17 Renault S.A.S. Procede de calcul d'une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d'un vehicule automobile hybride
FR3086247B1 (fr) * 2018-09-25 2023-03-03 Renault Sas Procede de calcul d'une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d'un vehicule automobile hybride
FR3100510B1 (fr) * 2019-09-05 2021-09-10 Continental Automotive Gmbh Procédé de gestion de la répartition de couple dans un véhicule hybride
US20230383703A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Hyliion Inc. Multi-fuel system and method for managing performance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298805A (ja) 2000-02-07 2001-10-26 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2015214294A (ja) 2014-05-13 2015-12-03 三菱電機株式会社 車両用エネルギーマネジメント装置
US20160167642A1 (en) 2013-05-03 2016-06-16 Renault S.A.S. Method for optimising the energy consumption of a hybrid vehicle

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1556271A (ja) 1967-11-30 1969-02-07
DE10226143B4 (de) * 2002-06-13 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebs bei einem Kraftfahrzeug
AT506272B1 (de) * 2009-04-02 2015-01-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben eines elektrofahrzeuges
US8825243B2 (en) 2009-09-16 2014-09-02 GM Global Technology Operations LLC Predictive energy management control scheme for a vehicle including a hybrid powertrain system
US8798830B2 (en) * 2010-02-15 2014-08-05 Denso Corporation Charge controller and navigation device for plug-in vehicle
FR2988674B1 (fr) 2012-03-28 2015-04-10 Renault Sa Procede et dispositif de commande d'un facteur d'equivalence energetique dans un groupe motopropulseur hybride
FR2988675B1 (fr) 2012-04-03 2014-03-14 Renault Sa Procede de commande de la recharge de la batterie sur un vehicule hybride
FR2992618B1 (fr) 2012-06-27 2015-10-30 Renault Sas Procede de gestion de l'energie sur un vehicule hybride
FR2993213B1 (fr) * 2012-07-12 2015-10-23 Commissariat Energie Atomique Procede de gestion de l'energie consommee par un vehicule automobile et systeme mettant en œuvre un tel procede
US9193351B2 (en) * 2013-08-06 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Real-time fuel consumption estimation
DE102013016569A1 (de) * 2013-10-04 2015-04-09 Man Truck & Bus Ag Betriebsverfahren für einen Hybridantrieb, insbesondere zur Auswahl optimaler Betriebsmodi des Hybridantriebs entlang einer Fahrtroute
FR3014062B1 (fr) * 2013-12-03 2015-12-11 Renault Sas Procede de gestion de l'energie sur un vehicule hybride comportant une transmission a rapports discrets
US9266443B2 (en) * 2014-03-31 2016-02-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for adaptive battery charge and discharge rates and limits on known routes
DE102014210539A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Prognose einer Antriebslast
DE102015209883A1 (de) * 2015-05-29 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
FR3038277B1 (fr) * 2015-07-02 2017-07-21 Renault Sas Procede de calcul d’une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d’un vehicule automobile hybride
US10076970B2 (en) * 2015-11-30 2018-09-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system for an energy storage system
FR3061471B1 (fr) * 2017-01-05 2020-10-16 Renault Sas Procede d’optimisation de la consommation energetique d’un vehicule hybride
FR3061470B1 (fr) * 2017-01-05 2019-05-17 Renault S.A.S. Procede de calcul d'une consigne de gestion de la consommation en carburant et en courant electrique d'un vehicule automobile hybride

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298805A (ja) 2000-02-07 2001-10-26 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
US20160167642A1 (en) 2013-05-03 2016-06-16 Renault S.A.S. Method for optimising the energy consumption of a hybrid vehicle
JP2015214294A (ja) 2014-05-13 2015-12-03 三菱電機株式会社 車両用エネルギーマネジメント装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190344775A1 (en) 2019-11-14
KR20190103233A (ko) 2019-09-04
FR3061470B1 (fr) 2019-05-17
EP3565747A1 (fr) 2019-11-13
CN110167808B (zh) 2022-12-23
WO2018127644A1 (fr) 2018-07-12
FR3061470A1 (fr) 2018-07-06
EP3565747B1 (fr) 2022-09-28
CN110167808A (zh) 2019-08-23
KR102213119B1 (ko) 2021-02-08
JP2020505262A (ja) 2020-02-20
US11312359B2 (en) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7035059B2 (ja) ハイブリッド車の燃料および電力消費を管理する管理設定値を演算する演算方法
JP6717860B2 (ja) ハイブリッドモータ車両の燃料および電気消費を管理するための設定点を計算するための方法
CN109263640B (zh) 基于模型的路线能量预测、修正和优化的车辆
JP7079255B2 (ja) ハイブリッド車のエネルギー消費を最適化するための方法
US8428804B2 (en) In-vehicle charge and discharge control apparatus and partial control apparatus
CN105383496B (zh) 用于车辆的基于路线的剩余能量可行驶距离计算
CN104670219B (zh) 用于混合驱动的操作方法
US9902392B2 (en) Mobility information processing apparatus, mobility information processing method, and driving support system
CN106573624B (zh) 用于运行机动车的方法、机动车和计算机程序
US20160052397A1 (en) System and method of estimating available driving distance using energy consumption data binning
US20100131139A1 (en) Charge planning apparatus
US20170320481A1 (en) A hybrid vehicle and a method for energy management of a hybrid vehicle
JP2018509880A (ja) 自動車の中の電池のエネルギー状態の値を決定するための方法及び装置
JP2011102801A (ja) 自動車の走行可能距離を推定する方法
JP6205805B2 (ja) 車両の目的地到達推定装置
US20220032896A1 (en) Method for calculating a management setpoint for the comsumption of fuel and electric current by a hybrid motor vehicle
Boehme et al. Application of an optimal control problem to a trip-based energy management for electric vehicles
GB2609659A (en) Electronic vehicle route calculator
Zeng et al. A stochastic model predictive control approach for hybrid electric vehicle energy management with road grade preview

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7035059

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150