JP2002176705A - 車両の制御方法および装置 - Google Patents

車両の制御方法および装置

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JP2002176705A
JP2002176705A JP2001275990A JP2001275990A JP2002176705A JP 2002176705 A JP2002176705 A JP 2002176705A JP 2001275990 A JP2001275990 A JP 2001275990A JP 2001275990 A JP2001275990 A JP 2001275990A JP 2002176705 A JP2002176705 A JP 2002176705A
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Rainer Bitzer
ライナー・ヴィッツァー
Volker Pitzal
フォルカー・ピツァル
Martin-Peter Bolz
マルティン−ペーター・ボルツ
Rolf Maier-Landgrebe
ロルフ・マイアー−ラントグラーベ
Marko Poljansek
マルコ・ポルヤンセク
Torsten Heidrich
トルステン・ハイドリヒ
Holger Huelser
ホルガー・ヒュルザー
Rainer Mayer
ライナー・メイファー
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 統合的な電気機器を有する車両（例えば、ハ
イブリッド車）における階層構造の制御方法および装置
を提供する。 【解決手段】 階層構造に配置され、且つ所定の通信接
続を介して相互に通信する複数の論理的構成要素があ
り、前記論理的構成要素の少なくとも一部が更に他の構
成要素に分割され、論理的構成要素として、少なくとも
駆動装置（１０２）及び搭載電源（１０６）を備えた車
両の制御方法および装置において、前記車両が、電気的
出力のみならず機械的出力をも発生する統合的な電気機
器を有し、その際、前記電気機器が、前記論理的構成要
素に関して、機械的出力を発生する機能については、電
気駆動装置（１０２４）として駆動装置（１０２）に割
り当てられ、電気的出力を発生する機能については、発
電機（１０６４）として搭載電源（１０６）に割り当て
られている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばドイツ特許
公開第１９７０９３１７号に記載のような車両の制御方
法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記文献に記載のような制御構造は、車
両のための制御装置を、種々の構成要素、例えば「機械
的出力発生源」構成要素、「電気的出力発生源」構成要
素、「車両運動」構成要素、および「電気および内部空
間」構成要素に分割する。この場合、最後に挙げた２つ
の構成要素を除き、最初に挙げた２つの構成要素は、機
械的出力および電気的出力の消費部をも示している。各
構成要素は調整部により調整され、この場合、各構成要
素は下位装置に分割され、これらの下位装置から、同様
に各個別構成要素がさらに細分化され、このようにして
最終的に全体車両制御が、このような階層または階層構
造の範囲内で分割されている。上記の構成要素は「全体
車両」調整部により調整され、「全体車両」調整部は、
所定の方式に基づいて、利用可能な機械的および電気的
出力資源を決定し且つ個々の消費部に配分する。前記構
成要素間に、所定の通信連絡、要求、情報問い合わせお
よび指令が固定されて存在し、これらにより全体車両制
御が行われる。
【０００３】近い将来において、統合的な電気機器また
は複合駆動装置、例えば内燃機関および駆動用電気機器
を有する車両の市販可能性が期待される。このような車
両は、例えば、いわゆるスタータ（始動充電）発電機を
有する車両、電動機が発電機を介して内燃機関により駆
動されるシリーズ・ハイブリッド車、内燃機関のみなら
ず電気機器もまた車両を駆動可能なパラレル・ハイブリ
ッド車、個別の起動装置および発電機を有する通常車、
純電気自動車および他のタイプの電気エネルギー発生装
置を有する車両（例えば、燃料電池を有する車両）でも
ある。車両制御の既知の構造化においては、統合的な電
気機器を有するこのような車両の考慮は行われていな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】統合的な電気機器を有
する車両（例えば、ハイブリッド車）の階層制御方法お
よび装置を提供することが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、階層構
造に配置され、且つ所定の通信接続を介して相互に通信
する複数の論理的構成要素があり、前記論理的構成要素
の少なくとも一部が更に他の構成要素に分割され、論理
的構成要素として少なくとも駆動装置構成要素及び搭載
電源構成要素を備えた車両の制御方法および装置におい
て、前記車両が、電気的出力のみならず機械的出力をも
発生する統合的な電気機器を有し、その際、前記電気機
器が、前記論理的構成要素に関して、機械的出力を発生
する機能については、電気駆動装置構成要素として前記
駆動装置構成要素に割り当てられ、電気的出力を発生す
る機能については、発電機構成要素として前記搭載電源
構成要素に割り当てられている。
【０００６】車両内に統合された電気機器を、冒頭記載
の従来技術に示す制御構造に組み入れることにより、統
合的な電気機器を有する上記の車両変更態様がすべてカ
バーされる。
【０００７】電気機器を２つの構成要素に論理的に分割
することにより、機械的および電気的出力の処理におい
て完全な対称が存在し、したがって、このような車両の
複雑度が低減される。
【０００８】さらに、２つの構成要素の各々は１つの出
力タイプのみの発生源であるので、制御構造がわかりや
すくなる。その他の利点が実施態様に関する以下の説明
から明らかである。
【０００９】
【発明の実施の形態】既知の制御構造に電気機器を組み
入れる基本的な考え方は、電気機器を、２つの構成要
素、即ち駆動装置構成要素の部分構成要素としての「電
気駆動装置」構成要素および搭載電源構成要素の部分構
成要素としての「機械式発電機」構成要素に論理的に分
割することである。この分割により、上記のすべての変
更態様が考慮される。したがって、システム・アナリシ
スに関して、スタータ発電機は、起動装置および発電機
が相互に独立している装置に理論的に同等である。この
とき、制御に関する従属関係は、車両調整部により、駆
動装置構成要素および搭載電源構成要素へのその指令内
で考慮される。例えば、車両調整部は、スタータ発電機
が常に電流を発生または消費可能であること、即ち、電
気的出力発生源または機械的出力発生源となり得ること
を考慮する。この分割は、分離された起動装置および発
電機を有する装置、および発電機を介して内燃機関によ
り駆動される電動機を有する駆動装置の設計をも含む。
同様に、バッテリおよび燃料電池を有する純電気駆動装
置の場合もまた、電動機が駆動装置または搭載電源の一
部とみなされるので、このバッテリおよび燃料電池を有
する純電気駆動装置がカバーされる。ソフトウェアでの
実行において、２つの構成要素に対して同じソフトウェ
ア・コードが利用されるので、コードを二重に有する必
要はない。
【００１０】この場合、構成要素とは、ある場合には機
械的構造と一致するが、電気機器の場合には、機械的構
造と一致しない論理的要素にすぎないものと理解される
ことに注意すべきである。電気機器の場合には、機械的
構造は２つの論理的構成要素に分割され、これらの論理
的構成要素はそれぞれ異なる２つの下位の構成要素の細
分化レベルに割り当てられる。
【００１１】図１は車両調整部および種々の構成要素を
有する制御構造を示し、この場合、ハイブリッド運転に
対して、バッテリが十分なエネルギーを含む場合におけ
る車両運動の機械的出力要求が流れ図として示されてい
る。
【００１２】最初に、図１に、全体車両調整部（構成要
素）１００、駆動装置（構成要素）１０２、車両運動
（構成要素）１０４、搭載電源（構成要素）１０６、お
よび車体および内部空間（構成要素）１０８が示されて
いる。この場合、駆動装置１０２および搭載電源１０６
の構成要素は、他の細分化レベル内に細分化されて示さ
れている。したがって、駆動装置１０２は、次の細分化
レベル内に、構成要素として、調整部１０２０、内燃機
関１０２２、並びに電気駆動装置１０２４を含む。搭載
電源１０６は、構成要素として、調整部１０６０、バッ
テリ１０６２、並びに発電機１０６４を含む。この場
合、構成要素とは、図１および次に示す図２の図示の範
囲においては、機械的構成要素と理解されず、その論理
的機能が、制御ソフトウェアおよび場合により機械的要
素により構成される論理的要素と理解される。
【００１３】最初に、構成要素の車両運動１０４から全
体車両調整部１００に機械的出力要求が伝送される（連
絡１！参照）。一実施態様において、構成要素は、この
要求をドライバの希望または他の装置（例えば、走行速
度制御装置）の設定値の尺度に基づいて形成する。要求
値は、設計に応じてそれぞれ、前進のために必要なトル
ク値または出力値である。トルク要求がある場合、全体
車両調整部１００にトルク伝達装置の回転速度が伝送さ
れる。その後に、全体車両調整部１００は、通信連絡２
？を介して、駆動装置１０２に駆動装置の機械的出力供
給可能量を問い合わせる。この情報は、全体車両調整部
１００にとって、この要求および場合により他の要求を
満たすことができるかどうかを評価するために必要であ
る。この問い合わせは、駆動装置１０２内の調整部１０
２０に伝送される。調整部１０２０は、次のステップに
おいて、通信連絡３？を介して、電気駆動装置１０２４
および内燃機関１０２２の機械的出力供給可能量を問い
合わせる。この値は、実際の最大可能な運転変数に基づ
いてそれぞれの構成要素により決定され、この場合、電
気駆動装置１０２４は、通信連絡４？を介して、全体車
両調整部１００にモータ運転のために利用可能な電気的
出力供給可能量を問い合わせる。この場合、境界条件
は、電気的出力発生が発電機により行われないことであ
る。その理由は、発電機により電気的出力発生が行われ
ている場合には、駆動トルクを発生することができない
からである。全体車両調整部１００は、この問い合わせ
に対して、場合により搭載電源１０６に対応の問い合わ
せを伝送して、その回答を利用しながら回答する。調整
部１０２０は、電気駆動装置１０２４および内燃機関１
０２２からの機械的出力供給可能量に関する個別回答を
まとめ（例えば、加算）、且つこれを全体車両調整部１
００に伝送する。次に、車両調整部１００は、指令連絡
５！を介して、駆動装置１０２に希望の機械的出力を供
給すべきことの指令を伝送する。これは出力供給可能量
が希望の値を供給するのに十分である場合である。出力
供給可能量が十分でない場合には、それに対応して指令
は制限される。指令５！は調整部１０２０に伝送され、
調整部１０２０は、指令連絡６！を介して、出力要求を
内燃機関１０２２および／または電気駆動装置１０２４
の構成要素に伝送する。即ち、駆動装置１０２の調整部
１０２０は、ハイブリッド駆動に関して決定を行う。こ
の決定は、その中で実行される方式に基づいて、搭載電
源の境界条件のもとで希望の機械的出力が電気駆動装置
により供給可能なかぎり、例えば基本的に電気駆動装置
を用いて走行することである。指令が電気駆動装置１０
２４に伝送された場合、電気駆動装置１０２４は、要求
連絡７！を介して、全体車両調整部１００を経由して、
電気駆動装置１０２４に対する対応の電気的出力の供給
を調達する。全体車両調整部１００は、この要求を指令
８！に変換し、全体車両調整部１００は、この指令８！
を搭載電源１０６に伝送する。ここでは、この指令は調
整部１０６０に伝送され、調整部１０６０は、指令連絡
８！を介してバッテリ１０６２による希望の電気的出力
の供給を調達する。さらに、全体車両調整部１００は、
指令連絡９！を介して、車両運動１０４に、供給機械的
出力を駆動制御により消費すべきことの指令を伝送す
る。
【００１４】図２に、例えば追加の電気的出力要求が設
定されたときにおける発電機運転に対して適用される、
図１の制御構造における流れ図が示されている。この場
合、バッテリは、構成要素の発電機１０６４により充電
されなければならない。このとき、電気機器による機械
的出力の発生は可能ではない。
【００１５】出発点は、車両運動１０４から全体車両調
整部１００への機械的出力に対する要求、および車体お
よび内部空間１０８からの電気的出力に対する要求（い
ずれも、要求連絡１！）であるとする。全体車両調整部
１００は、図１に記載のように、機械的出力に関して、
問い合わせ連絡２？を介して、駆動装置１０２の機械的
出力供給可能量を問い合わせ、一方、全体車両調整部１
００は、要求電気的出力に関して、問い合わせ連絡２？
を介して、搭載電源１０６にその電気的出力供給可能量
を問い合わせる。問い合わせ２？は、搭載電源１０６内
の調整部１０６０に伝送される。搭載電源１０６の調整
部１０６０は、問い合わせ連絡３？を介して、バッテリ
１０６２および発電機１０６４からの電気的出力供給可
能量を問い合わせる。この値もまた、実際の運転変数に
基づいて決定される。
【００１６】図１と同様に、駆動装置１０２の調整部１
０２０は、内燃機関１０２２および電気駆動装置１０２
４の機械的出力供給可能量を問い合わせる。このとき、
発電機１０６４は、問い合わせ連絡４？を介して、全体
車両調整部１００に発電機に対する機械的出力供給可能
量を問い合わせる。この問い合わせに対する回答を考慮
して、全体車両調整部１００は、指令連絡５！を介し
て、要求機械的出力を供給すべきことの指令を、駆動装
置１０２、ここでは調整部１０２０に伝送する。この指
令は、上記のように指令連絡６！の範囲内で内燃機関１
０２２に伝送される。
【００１７】これに並行して、電気駆動装置１０２４か
ら、問い合わせ連絡４？を介して、全体車両調整部１０
０に駆動のために利用可能な電気的出力供給可能量を問
い合わせる。搭載電源１０６は電気エネルギーを発生し
ているので、これは０である。このフィード・バック
を、調整部１０２０はハイブリッド駆動装置の制御のた
めに評価する。電気的出力に対する要求が存在するの
で、電気駆動装置１０２４の指令もまた存在しない。そ
の理由は、上記のようにスタータ発電機が常に電流を発
生または消費可能のいずれかであるにすぎないからであ
る。図２に示した実施態様においては、電流の発生が中
心となるので、電気駆動装置としてのその使用は除外さ
れる。したがって、指令連絡６！は、内燃機関１０２２
にのみ向けられる。
【００１８】次に、全体車両調整部１００は、指令連絡
７！を介して、搭載電源１０６にその出力供給可能量の
範囲内における要求電気的出力の供給を指令する。この
指令は調整部１０６０に伝送される。調整部１０６０
は、この指令を指令連絡８！の範囲内で発電機１０６４
に伝送する。発電機１０６４は、電気的出力の発生のた
めに必要な機械的出力を、要求連絡９！を介して全体車
両調整部１００に要求し、全体車両調整部１００は、そ
れに対応して、駆動装置１０２の出力供給可能量の範囲
内で、機械的出力を形成すべき指令を修正する。次に、
全体車両調整部１００は、指令連絡１０！を介して、車
両運動１０４および車体および内部空間１０８に、要求
された機械的および電気的出力を消費することを指令す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】統合電気機械を有する車両を形成する制御構造
の範囲内における、車両運動のための機械的出力要求の
点における統合電動機を有する車両のハイブリッド運転
のための流れ図である。
【図２】電気機械の発電機運転したがって電気的出力要
求を処理する、図１に対応して示された流れ図である。
【符号の説明】
１００ 全体車両調整部（構成要素） １０２ 駆動装置（構成要素） １０４ 車両運動（構成要素） １０６ 搭載電源（構成要素） １０８ 車体および内部空間（構成要素） １０２０ 調整部（構成要素） １０２２ 内燃機関（構成要素） １０２４ 電気駆動装置（構成要素） １０６０ 調整部（構成要素） １０６２ バッテリ（構成要素） １０６４ 発電機（構成要素）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォルカー・ピツァル ドイツ連邦共和国 73550 ヴァルトシュ テッテン／ヴィスゴルディンゲン，ウーラ ントシュトラーセ 21 (72)発明者 マルティン−ペーター・ボルツ ドイツ連邦共和国 77815 ビュール，シ ュロスヘーヘ 41 (72)発明者 ロルフ・マイアー−ラントグラーベ ドイツ連邦共和国 71394 ケルネン，ハ イドンシュトラーセ ６ (72)発明者 マルコ・ポルヤンセク ドイツ連邦共和国 72768 ロイトリンゲ ン，フェルトベルクシユトラーセ 20 (72)発明者 トルステン・ハイドリヒ ドイツ連邦共和国 71665 ヴァイヒンゲ ン／エンツ，ロッゲンヴェーク １ (72)発明者 ホルガー・ヒュルザー ドイツ連邦共和国 70329 シュトゥット ガルト，ベフレンヴェーク 22 (72)発明者 ライナー・メイファー ドイツ連邦共和国 71263 ヴァイル・デ ア・シュタット，ヘルマン−シュナオファ ー−シュトラーセ 33 Ｆターム(参考） 5H115 PC06 PG04 PI16 PI18 PI22 PI29 PU01 PU25 QN02 SE01 SE05 SE06 SL05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 階層構造に配置され、且つ所定の通信接
    続を介して相互に通信する複数の論理的構成要素があ
    り、前記論理的構成要素の少なくとも一部が更に他の構
    成要素に分割され、論理的構成要素として少なくとも駆
    動装置構成要素及び搭載電源構成要素を備えた車両の制
    御方法において、 前記車両が、電気的出力のみならず機械的出力をも発生
    する統合的な電気機器を有し、 その際、前記電気機器が、前記論理的構成要素に関し
    て、機械的出力を発生する機能については、電気駆動装
    置構成要素として前記駆動装置構成要素に割り当てら
    れ、電気的出力を発生する機能については、発電機構成
    要素として前記搭載電源構成要素に割り当てられるこ
    と、を特徴とする車両の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記電気機器が、スタータ発電機および
    ／または電気駆動装置であることを特徴とする請求項１
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 駆動装置としての前記電気機器の運転時
    に、前記駆動装置構成要素の調整部が、内燃機関および
    電気駆動装置への要求出力の分配について、所定の方式
    に従って決定することを特徴とする請求項１または２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記電気駆動装置構成要素および前記発
    電機構成要素に対して、同じ制御コードが利用されるこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 階層構造に配置され、且つ少なくとも一
    部が更に他の構成要素に分割されている種々の論理的構
    成要素を有し、この論理的構成要素として、少なくとも
    駆動装置構成要素及び搭載電源構成要素を備えた車両の
    制御装置において、 前記車両が、電気的出力のみならず機械的出力をも発生
    する統合的な電気機器を有し、 その際、前記電気機器が、前記論理的構成要素に関し
    て、機械的出力を発生する機能については、電気駆動装
    置構成要素として前記駆動装置構成要素に割り当てら
    れ、電気的出力を発生する機能については、発電機構成
    要素として前記搭載電源構成要素に割り当てられるこ
    と、を特徴とする車両の制御装置。
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