JP7437937B2 - 自動車のハイブリッドパワートレインの制御設定値の算出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して、ハイブリッドパワートレイン、すなわち、電動モータと、ギヤボックスを備えた内燃機関とを有するパワートレインを備えた自動車に関する。
-自動車の駆動輪で要求される動力に関する値を取得する工程と、
-駆動輪での動力要求を満たすために、電動モータおよび内燃機関の寄与を決定する工程と、を有する。
ハイブリッド車両は、(内燃機関、燃料タンクおよびギヤボックスを備える)従来の熱トラクションチェーンと、(トラクションバッテリおよび少なくとも1つの電動モータを備える)電気トラクションチェーンとを有する。
この欠点を改善するために、本発明は、前述の凸最適化方法において、ギヤボックス比である第3のパラメータを統合することを提案する。
-電動モータが供給しなければならない電気機械力、
-内燃機関が供給しなければならない熱機械力、および
-ギヤボックスに係合しなければならない比、に関する。
-トリプレットは、内燃機関の燃料消費の解析モデルおよび電動モータの電気エネルギー消費の解析モデルによって算出され、
-内燃機関が供給しなければならない熱機械力に関する値の関数としての内燃機関の燃料消費の解析モデルは、以下の式によって与えられる。
a1およびa2は、a1<a2となるような2つの所定の定数であり、
Q0、Qlim、Pth,min、Pth,maxおよびPlimのパラメータは、内燃機関の動作点(回転数および温度)に応じて算出され、
-Q0、Qlimは、所定の回転数での内燃機関の燃料消費限界に関するパラメータであり、
-Pth,min、Pth,maxは、所定の回転数での内燃機関が発生することができる動力限界に関するパラメータであり、
-Plimは、動力パラメータであり、
-電動モータが供給しなければならない電気機械力に関する値の関数としての電動モータの電気エネルギー消費の解析モデルは、以下の式によって与えられる。
a-、a+、b、Pe,minおよびPe,maxのパラメータは、a-がa+よりも小さくなるように、電動モータの動作点(回転数、電源電圧および温度)の関数として算出され、
-Pe,min、Pe,maxは、所定の回転数で、電動モータが発生することができる動力限界に関するパラメータであり、
-トリプレットは、電動モータの電気エネルギー消費および内燃機関の燃料消費の関数として定義されるハミルトニアンを最小化することによって得られ、
-前記ハミルトニアンは、以下の形式で書かれる。
Pbat(Pm)は、電動モータの消費電流を表し、
λは、重み付け係数であり、
前記トリプレットの熱機械力に関する値は、前記重み係数と、駆動輪で要求される動力に関する値との関数として決定される。
・パラメータPth,min、
・パラメータPth,max、
・パラメータPlim、および
・駆動輪に要求される動力に関する値Pr、
-ギヤボックスに係合されなければならない比に関するトリプレットの値は、ギヤボックスに係合され得る比毎に前記ハミルトニアンの値を算出し、次いで、前記ハミルトニアンの値のうち最も低い値に関連する比を選択することによって得られ、
-ギヤボックスに係合されなければならない比に関するトリプレットの値は、前記重み付け係数と、駆動輪に要求される動力に関連する値との関数として得られ、
-前記トリプレットの電気機械力に関する値は、駆動輪に要求される動力に関する値と、前記トリプレットの熱機械力に関連する値との関数として推定される。
-最小の燃料消費、および
-(例えば、ナビゲーションおよびジオロケーション機器に記憶された旅程の最後に)しきい値よりも高い充電レベルSOC。
a1およびa2は、a1<a2となるような2つの所定の定数である。
Q0(ωth)=q2.ωth 2+q1.ωth+q0、
Qlim(ωth)=a1.Plim+Q0(ωth)、
Plim(ωth)=p1.ωth+p0、
Pth,mim(ωth)=k1.ωth+k0、
Pth,max(ωth)=-Q0(ωth)/a1。
a-<a+である。
[式5]
-パラメータPth,mimの値、
-パラメータPth,maxの値、
-パラメータPlimの値、および
-駆動輪における動力Prの値。
0は、内燃機関22が停止している場合に対応し、Nは、ギヤボックス23の比の数に対応する。
-ボックス比Rth毎に最適ハミルトニアンHhyb optを算出し、次いで
-最適ハミルトニアンHhyb optが最も低いボックス比Rthを選択することになる。
A1(Rth1)=a1、
A0(Rth1)=Q0、
B1(Rth1)=a+、
B1(0)=a-、
Pth opt(Rth1)=Plim。
Hhyb opt(Rth1)<Hhyb opt(0)となり、その結果Rth opt=「0」となる。
Hhyb opt(Rth1)>Hhyb opt(0)となり、その結果Rth opt=Rth1となる。
Hhyb opt(Rth1)=Hhyb opt(0)となり、その結果Rth opt=Rth1=「0」となる。
A1(Rth1)=a1、
A0(Rth1)=Q0、
B1(Rth1)=a+、
Pth opt(Rth1)=Plim
A1(Rth2)=a1、
A0(Rth2)=Q0、
B1(Rth2)=a+、
Pth opt(Rth2)=Pr。
Hhyb opt(Rth1)<Hhyb opt(Rth2)となり、その結果Rth opt=Rth1となる。
Hhyb opt(Rth1)>Hhyb opt(Rth2)となり、その結果Rth opt=Rth2となる。
Hhyb opt(Rth1)>Hhyb opt(Rth2)となり、その結果Rth opt=Rth1=Rth2となる。
Claims (7)
- 自動車(1)のハイブリッドパワートレインの制御設定値の算出方法であって、前記ハイブリッドパワートレインは、電流が供給される電動モータ(32)と、ギヤボックス(23)を備え、かつ燃料が供給される内燃機関(22)とを有し、前記方法は、
前記自動車(1)の駆動輪(10)に要求される動力(Pr)に関する値を取得する工程と、
前記駆動輪(10)における前記動力要求(Pr)を満たすために、前記電動モータ(32)および前記内燃機関(22)の寄与を決定する工程と、を有し、
前記決定する工程において、前記内燃機関(22)の燃料消費と前記電動モータ(32)の電気エネルギー消費の合計を最小限にするために、前記電動モータ(32)が供給しなければならない電気機械力(Pm opt)に関する値、前記内燃機関(22)が供給しなければならない熱機械力(Pth opt)に関する値、および前記ギヤボックス(23)に係合させなければならない比(Rth opt)に関する値を含む、3つの値のトリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)を算出し、
前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)は、前記内燃機関(22)の燃料消費(Q)の解析モデルおよび前記電動モータ(32)の電気エネルギー消費(Pbat)の解析モデルによって、算出され、
前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)は、前記電動モータ(32)の前記電気エネルギー消費(Pbat)および前記内燃機関(22)の前記燃料消費(Q)の関数として定義されるハミルトニアン(Hhyb)を最小化することによって得られ、
前記内燃機関(22)が供給しなければならない熱機械力(Pth)に関する値の関数としての前記内燃機関(22)の燃料消費(Q)の前記解析モデルが、以下の式によって与えられることを特徴とする算出方法。
a1およびa2は、a1<a2となるような実験的に得られる2つの所定の定数であり、
Q0、Qlim、Pth,min、Pth,maxおよびPlimのパラメータは、前記内燃機関(22)の動作点の関数として算出され、前記内燃機関(22)の回転数(ωth)に従って変化する。 - 前記電動モータ(32)が供給しなければならない電気機械力(Pm)に関する値の関数としての前記電動モータ(32)の電気エネルギー消費(Pbat)の前記解析モデルが以下の式によって与えられる、請求項1に記載の算出方法。
a-、a+、b、Pe,minおよびPe,maxのパラメータは、a-がa+よりも小さくなるように、前記電動モータ(32)の動作点の関数として算出され、前記電動モータ(32)の回転数に従って変化する。 - 前記ハミルトニアン(Hhyb)が、次の形成で書かれる、請求項1、又は2に記載の算出方法。
Pbat(Pm)は、前記電動モータ(32)の前記電気エネルギー消費(Pbat)を表し、
λは重み付け係数であり、
前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の前記熱機械力(Pth opt)に関する値は、前記重み付け係数と、前記駆動輪(10)で要求される前記動力(Pr)に関する値との関数として決定される。 - 前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の前記熱機械力(Pth opt)に関する値は、以下の値から選択される、請求項3に記載の算出方法。
前記パラメータPth,mim、
前記パラメータPth,max、
前記パラメータPlim、および
前記駆動輪(10)で要求される前記動力(Pr)に関する値Pr。 - 前記ギヤボックス(23)に係合されなければならない前記比(Rth opt)に関する前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の値は、
前記ギヤボックス(23)に係合することができる比(Rth opt)毎に前記ハミルトニアン(Hhyb opt)を算出し、次いで、
前記ハミルトニアン(Hhyb opt)の値のうち最も低い値に関する比を選択することによって得られる、請求項1、又は2に記載の算出方法。 - 前記ギヤボックス(23)に係合されなければならない前記比(Rth opt)に関する前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の値は、前記重み付け係数(λ)と、前記駆動輪(10)で要求される前記動力(Pr)に関する値との関数として得られる、請求項3に記載の算出方法。
- 前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の前記電気機械力(P m opt )に関する値は、前記駆動輪(10)で要求される前記動力(Pr)に関する値と、前記トリプレット(Pth opt、Rth opt、Pm opt)の前記熱機械力(Pth opt)に関する値との関数として推定される、請求項1~6のいずれか1項に記載の算出方法。
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