JP2003511995A - 並列ハイブリッドエンジンにおけるトルク制御システム - Google Patents

並列ハイブリッドエンジンにおけるトルク制御システム

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両における並列ハイブリッドエンジンの動力伝達装置のトルク制御システムに関するものであり、車両の運転状況を判断する手段（８）、車両の運転状況を判断するための手段（８）による、ブール情報又はそうでないデータの一部を入力として受けるハイブリッドエンジン動力伝達装置の作動モードを管理するための手段（６）、車両の運転状況を判断する手段（８）から得られたブール情報又はそうでないデータの残りのデータを受ける車両の動的性能を向上させるための手段（１２）、車両が使用可能な電力を制御するための手段（７）、エンジン動力伝達装置の運転状況を判断するための手段（９）、及びエンジン動力伝達部の運転状況を判断する手段（９）と制御及び向上手段（６、７、１２）から得られたブール情報又はそうでないデータを入力として受け、所望の比率（Ｃｅ）／（Ｃｔ）に従って電動モータ（１）のトルク（Ｃｅ）及び熱動エンジン（２）のトルク（Ｃｔ）をそれぞれ制御するよう、制御及び向上手段（６、７、１２）によるものを優先して、総合エンジントルク（Ｃｍ）を常時求めるための手段（１０）を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、自動車等の並列ハイブリッドエンジンにおけるトルク制御システム
に関するものである。
【０００２】 特に、並列ハイブリッドエンジンに含まれる熱動および電動モータのトルク制
御システム、特に発電始動装置に関するものである。
【０００３】 以下に、用語等を説明する。並列ハイブリッド方式とは、熱動エンジンと、電
池から電力が供給される電動モータと、機械式動力伝達装置が、相互に交代しな
がらの接続を可能とする装置を介して結合された動力装置である。電気装置は、
モータ、発電機のいずれの機能も併有する。この種のエンジンは、熱式及び電気
式の二種類の駆動方式を交互又は同時に採用することができることを特徴とする
。一方の駆動方式から他方の方式への転換は、すべての制御機能及び出力管理を
制御する制御手段によって行われる。
【０００４】 発電始動装置は、特定の並列ハイブリッド方式であり、エンジンとトランスミ
ッション間に、従来のスタータ、オルタネータ及びフライホイールの代わりに設
けた電気的に駆動される電動モータからなるものである。この種のハイブリッド
装置は、動力源として、例えば走行時に車内の回路に電力を供給する補助電池と
、主に電動モータに電力を供給するための電源用電池を含む２つの電池を有する
。
【０００５】 このような動力装置において、電動及び熱動エンジンに必要となるトルクが、
いくつかのパラメータによって影響されることは明らかである。これらのパラメ
ータは、技術の進歩や規則による制限に伴って変化し、その度にトルク制御シス
テムを完全に再検討する必要がある。
【０００６】 本発明は、このような課題を解決すべく、上記の動力装置を搭載した車両にお
ける進歩的なトルク制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】 そのため、本発明は自動車両用のハイブリッド並列動力伝達装置におけるトル
ク制御システムであって、該ハイブリッド動力伝達装置が、車両の車輪に交互に
又は同時に動力を付与させ得るように、機械的駆動系に回転を伝達すべく連結さ
れた電動モータ及び熱動エンジンを含み、 車両の状態を判断するための手段と、 車両の状態を判断するための手段による、ブール情報又はそうでないデータの
一部を入力として受けるハイブリッドエンジン動力伝達装置の作動モードを管理
するための手段と、 車両の運転状況を判断する手段から得られたブール情報又はそうでないデータ
の残りのデータを受ける車両の動的性能を向上させるための手段と、 車両が使用可能な電力を制御するための手段と、 エンジン動力伝達装置の運転状況を判断するための手段、及び エンジン動力伝達部の運転状況を判断する手段と制御及び向上手段から得られ
たブール情報又はそうでないデータを入力として受け、制御及び向上手段による
ものを優先して、所望の比率（Ｃｅ）／（Ｃｔ）に従って電動モータのトルク（
Ｃｅ）及び熱動エンジンのトルク（Ｃｔ）をそれぞれ制御するように、総合エン
ジントルク（Ｃｍ）を常時決定するための手段を具備することを特徴とするシス
テムを提供する。
【０００８】 この発明において、「動力」とは、熱動及び電動両エンジンによって交互に又
は同時によって供給される回転によるトルクの合計である。
【０００９】 また、「車両の状態を判断する手段」とは、車内に搭載されたセンサによって
付与されるブール情報又はそうでない情報を分析するための手段を言う。付与さ
れる情報は、例えば車両の速度、熱動エンジンの回転数や指定速度の報告等を含
む。
【００１０】 「パワー・アシスト手段」とは、ブレーキ（動力装置）の使用の補助、エンス
ト防止の補助、熱動エンジンのトルクの上昇の機械的補足等を可能とする計算手
段である。
【００１１】 「動力装置の作動モードを管理するための手段」とは、熱動エンジン及び／又
は電動モータを作動又は非作動状態に置き、一般的に「ストップ・アンド・スタ
ート」と呼ばれる渋滞における車両の再始動の際に車両の車輪に伝達されるトル
ク（Ｃｍ）を決定するための手段である。
【００１２】 好ましくは、本発明によるシステムは、動力装置の状態を判断する手段による
ブール式の情報を入力し、例えば動力装置の作動モードを選択できるように、運
転手に視覚的な情報を出力とするマン・マシン・インタフェースを有する。
【００１３】 本発明のさらなる特徴として、動力装置の状態を判断する手段によるブール情
報又はそうでない情報の少なくとも一部を入力する、送風機等の、動力装置を冷
却するための手段を有する。
【００１４】 好ましくは、電動モータはオルタネータ及びスタータからなるものである。
【００１５】 本システムの主な利点は、適用性を有する構造を提供することである。実際、
発明による手段は、動力装置における電動モータ又は１つ以上の電池を交換する
場合、動力装置の熱動エンジン及び／又は指定のハイブリッド化レベル（Ｃｔｈ
／Ｃｅ）を変更する場合、又はエンスト時に動力装置の再始動において運転手に
よって指定された条件の変更の場合等のいずれも独立して変更可能である。
【００１６】 また、このようなシステムは、モジュラ構造を提供することも可能とする。よ
って、熱動エンジンのみを設けた動力装置が搭載された車両にも設置することが
可能である。
【００１７】 最後に、高性能の電力によるモータ又は従来の機械式トラクション系において
も熱動エンジンの小型化及び／又はギア比の緩和、すなわち「ダウン・サイジン
グ」を可能とすることによって、燃費を大幅に改善することができる。
【００１８】 上記の本発明の特徴とその他の特徴は、以下に述べる説明とともに添付の図面
によってより明らかになる。その唯一の図面は、本発明による発電始動装置のト
ルク制御システムの実施例を示す模式図である。
【００１９】 上記図面には、電動エンジン１及び熱動エンジン２を示し、両方とも機械式ト
ラクション系３に交代可能に連結されており、いずれのエンジンも選択的に車両
の車輪４に動力を供給することが可能である。
【００２０】 電動１及び熱動エンジン２はそれぞれトルク制御システム５に接続され、本発
明によって、自動車の運転における様々な状況に対応すべく各々のトルクを調整
する。
【００２１】 本発明による電動１及び熱動エンジン２のトルク制御システムは、好ましくは
、基本的に熱動のモータ又はエンジン２の駆動及び停止に関るトルクを管理する
ブロック６、独立して電力を管理するブロック７、車両の運転状況を判断するブ
ロック８、発電始動装置とその中央制御部又は管理部の全体的な作動状態を判断
するブロック９及び電動モータ１のトルクＣｅ及び熱動エンジン２のトルクＣｔ
をそれぞれ制御するために各ブロックの情報を入力するトルク決定ブロック１０
からなるものである。
【００２２】 システム５には、その他に、運転手や車両内の他の装置に発電始動システムの
状態を知らせ、運転手に発電始動システムの動作モードを選択可能とするための
、図示しない車両の総合制御部に接続されるマン・マシン・インタフェース１１
と、パワー・アシストに接続されたトルク制御ブロック１２及び電動モータ及び
熱動エンジンの冷却水の温度Ｔに関する情報を入力する冷却制御装置１３を設け
ることが可能である。
【００２３】 ここで、本発明によるトルク制御システムを形成する各ブロックの動作につい
て説明する。
【００２４】 エンジンのスタート及び停止に関るトルクを制御するブロック６は、一方では
動力系の状況を求めるために熱動エンジンの制御状況に関する情報と、他方では
特に車両の運転状態を判断するブロック８から送信された情報から、停止又は始
動を許可するための最終条件を求める。このブロックは、エンジンの始動又は停
止を行うために、電動モータ１によって実行されるトルクの指定と、熱動エンジ
ン２の制御指示の計算を管理する。熱動エンジンの始動又は停止を図るために車
軸に付与される電気トルクは、アイドリング指定時のエンジンの回転数に基づい
て算出される。このブロックは、必要となる電力の評価に寄与するエンジンの、
例えばコールド状態でのスタート等の温度状況も求める。使用可能な電力を計算
する電力制御ブロック７は、始動に必要なエネルギーを供給するために、コンバ
ータの作動や従来の始動装置による始動の選択等、一連の動作を実行する。
【００２５】 このエネルギー制御ブロック７は、車両の電力を最適化するために望ましい発
生トルク量の推定、駆動時に達成できる最高動力、発生を許容できる動力の最高
値の推定、熱動エンジンの停止又は始動を行うための許可、及び負荷の状態及び
種類の６つの情報を、主に電動モータ１及び熱動エンジン２を駆動するトルク決
定ブロック１０に送信することを目的とし、その情報に基づき、電池が電動モー
タに電力を供給し、さらに補足エネルギーとして、補助電池が低電圧回路に電力
を供給する。
【００２６】 車両の運転状況を判断するブロック８は、一方では車両センサ（運転手乗車セ
ンサ、死角センサ等）からの情報と、他方では、例えば、運転者の意思を含む他
の装置との交信して、クラッチやアクセルの位置、車両の速度及び要求された報
告等を合成する。その結果、動力装置６の動作モードを制御するための最終的な
熱動エンジンの停止の許可や、パワー・ステアリング等の動力的アシスト用のト
ルクの制御のための熱動エンジンの過渡的補助等を求める。
【００２７】 トルク割り当て又は要求制御ブロック６、７及び１２より生成され又はエンジ
ンからのこれらすべてのトルクに関する情報及び要求は、以下により詳細に説明
する装置又は機能、又は上記機能の状態又は警告は、トルク決定ブロック１０に
送信される。また、発電始動システムの作動状況判断ブロック９は、トルク決定
ブロック１０に対して、一方では熱動エンジンへ、他方では電動モータに割り当
てるべき最終的なトルクの指定を求めることを可能とするためにその作動状況に
関する情報を送る。状況によって、制御機能を優先的に動力装置６、電気系統７
又は動力補助装置１２に割り当てる。
【００２８】 また、本発明によるシステムには、運転手や車内の他の装置に、発電始動装置
の作動状況を常時知らせ、運転手が希望する機能の選択を入手するためにマン・
マシン・インタフェースを適宜設けることができる。
【００２９】 同様に、好適な形態によると、パワー・アシストに接続されたトルク制御ブロ
ック１２は、例えば熱動エンジンによって達成されるトルク及び回転数等、車両
の運転状況を判断するブロックの情報を用いて、熱動エンジンの過渡状態の補助
、コントロール回復用のブレーキ及びエンスト防止のためにトルク補助を計算す
るためにシステムに設けることができる。この例において、エンストを避けるた
めに加える電気トルクは、アイドリング命令時のエンジン回転数に基づいて計算
される。特にダウンサイジング熱動エンジンの場合、加えられるトルクは、運転
手のトルク補助時の熱動及び電動両装置のトルクの合計によって計算される。
【００３０】 好適には、熱動エンジンと、補助及び電力供給用の電池の温度の条件に従って
、冷却ブロック１３が、送風機に効果を確実に発揮させる。
【００３１】 トルク（機械的又は電動）指定機能は容易に調整可能であるため、他にもこの
システムの変形を考えることができる。さらに、電動モータ、熱動エンジン及び
最終的には停止又は始動要求における車両の状況を変えた場合、他とは独立して
、どのブロックが変更されても構わない。
【００３２】 さらに、上記のシステムの構成において、電力供給用の電池の数は適切に調節
することができる。
【００３３】 また、このシステムの他の実施形態も可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による発電始動装置のトルク制御システムの実施例を示す模式
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 ＺＨＶ Ｆ０２Ｄ 29/02 ＺＨＶＤ 【要約の続き】 （１０）を具備する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車両用のハイブリッド並列動力伝達装置におけるトルク
    制御システムであって、該ハイブリッド動力伝達装置が、車両の車輪（４）に交
    互に又は同時に動力を付与させ得るように、機械的駆動系に回転を伝達するよう
    に連結された電動モータ（１）及び熱動エンジン（２）を含み、 車両の状態を判断するための手段（８）と、 車両の状態を判断するための手段（８）による、ブール情報又はそうでないデ
    ータの一部を入力として受けるハイブリッドエンジン動力伝達装置の作動モード
    を管理するための手段（６）と、 車両の運転状況を判断する手段（８）から得られたブール情報又はそうでない
    残りのデータを受けるようにした車両の動的性能を向上させるための手段（１２
    ）と、 車両が使用可能な電力を制御するための手段（７）と、 エンジン動力伝達装置の運転状況を判断するための手段（９）、及び エンジン動力伝達部の運転状況を判断する手段（９）と制御及び向上手段（６
    、７、１２）から得られたブール情報又はそうでないデータを入力として受け、
    制御及び向上手段（６、７、１２）によるものを優先して、所望の比率（Ｃｅ）
    ／（Ｃｔ）に従って電動モータ（１）のトルク（Ｃｅ）及び熱動エンジン（２）
    のトルク（Ｃｔ）をそれぞれ制御するように総合エンジントルク（Ｃｍ）を常時
    求めるための手段（１０）とを具備することを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 動力伝達装置の状態を判断する手段（９）によるブール情報
    又はそうでない情報を入力として受け、運転手に動力伝達装置の作動モードを選
    択可能とするため出力として視覚情報を供給するマン・マシン・インタフェース
    （１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 動力伝達装置の状態を判断する手段（９）によるブール情報
    又はそうでない情報の少なくとも一部を受ける、送風機等の動力伝達装置（１、
    ２）を冷却するための手段（１３）を含むことを特徴とする上記請求項のいずれ
    かに記載のシステム。
  4. 【請求項４】 電動モータ（２）が、発電装置及び始動装置からなることを
    特徴とする上記請求項のいずれかに記載のシステム。
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