JP2009518225A - ４つの駆動輪を含むタイプのハイブリッド車両の制御および監視の方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動熱機関（２０）と、指令に応じて駆動モータとして動作することができ、バッテリ（２６）から給電される電気機械（２２）とを備えるハイブリッド車両の制御および監視方法であって、車両の動作状態を検出すること、および、それに応答して、熱機関（２０）の特定の指令を要求することなく、車両の安定性上の制約条件および車両の電気装置の保護上の制約条件の遵守を確保しながら、電気機械（２２）のみに動作命令を送ることから成ることを特徴とする制御および監視方法に関する。

Description

本発明は、４つの駆動輪を含むタイプのハイブリッド車両の制御および監視の方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、車両の推進手段および／または牽引手段として、高圧バッテリから給電される少なくとも１つの電気機械と熱機関とを有する４輪駆動方式ハイブリッド車両の後車軸の制御および監視の方法および装置に関する。本方法により、アクセルペダルを踏むといった運転者の意志を、電気的および機械的アクチュエータに送信すべき指令設定値に変換することが可能になる。

電気自動車の長所は既知であり、特にそのエンジンの静音性および非汚染性に由来する。バッテリの再充電の問題は、純電気自動車の場合にはほとんど実現できない走行距離および性能レベルに達することができる、ハイブリッド車両によって著しく改善される。

本発明の根幹にある技術的問題は、各車軸上に独立した機械的動力源を具備する新規な４輪駆動方式ハイブリッド車両についての研究の一環として出願人により特定されている。車両の前車軸は、内燃機関と、手動、半自動、または自動式変速機とを有する従来のパワートレインによって駆動される。後車軸は、差動装置を介してトルクおよび動力を車輪に供給することができる電気機械である、電気アクチュエータによって駆動される。エネルギ貯蔵要素は、ある時はモータとして、またある時は発電機として動作する電気機械にエネルギを供給するあるいはそれから受け取るためのバッテリを含む。したがってモータとして動作する電気機械は、要求されたトルクおよび動力を所与の車軸の各車輪に供給することができる。

この種類のハイブリッド車両において熱機関をモータと組み合わせることにより、道路走行用の追加動力をもたらすか、あるいは、発電機を、またはモータが可逆型であり発電機として動作するときにはそれを用いてバッテリを再充電することが可能となる。

現況技術においては、ハイブリッド車両の監視には、運転者の意志を、同時に電気機械および熱機関に送るべき指令設定値に変換することが可能な監視機能を使用している。そのような監視では、車両が「４輪駆動」モードで動作しているときに車両の安定性基準を満たすための後車軸の操作など、車両挙動の最低限の安全性も確保しなければならない。監視装置はまた、高圧バッテリや電気機械などの電気装置の安全性を確保し、特にバッテリによる充電および放電時の許容動力の制御を行わなければならない。

モータを具備する車軸および熱機関を具備する車軸を備えるハイブリッド車両の制御管理を監視するための解決策は現況技術で既知である。文献ＵＳ−２００２／００５７５８２は、そのようなハイブリッド車両の電源管理の制御装置について記載し図示している。しかしながらこの制御装置では、バッテリの過放電を防止し車両の電気装置を保護するにあたり、特に電気機械に給電するバッテリからの電気エネルギの変換を制限することしかできない。制御装置は、電気機械の制御ならびに熱機関の制御に同時に作用する。

文献ＵＳ−２００２／００５７５８２は、ハイブリッド車両の電気装置を保護するための解決策を企図してはいるものの、四輪駆動される車両の挙動と安定性の双方を同時に監視することはできない。

従来技術のこれらの欠点を解消するために、本発明は、
− 駆動熱機関と、
− 指令に応じて駆動モータとして動作することができ、バッテリから給電される電気機械と、
を備えるタイプのハイブリッド車両の制御および監視方法であって、
− 車両の動作状態を検出すること、および
− それに応答して、熱機関の特定の指令を要求することなく、車両の安定性上の制約条件および車両の電気装置の保護上の制約条件の遵守を確保しながら、電気機械のみの動作設定値を生成する
ことから成ることを特徴とする制御および監視方法を提供する。

本発明は、
− 駆動熱機関と、
− 指令に応じて駆動モータとして動作することができ、バッテリから給電される電気機械と
を含むハイブリッド車両の制御および監視装置であって、
− 動作状態ベクトルを生成するハイブリッド車両の動作状態検出モジュールと、
− 動作状態ベクトルに基づいて設定値を作成することができるモジュールであって、車両の安定性制御ユニットおよび車両の電気装置の電気技術的保護ユニットと協動し、前記設定値がハイブリッド車両の電気機械のみに適用されるモジュールと
を含むことを特徴とする装置にも関する。

本発明の他の特徴によれば、
− 本制御および監視方法は、熱機関および電気機械の動作状態、ならびに運転者の意志に関する情報を収集するステップと、収集された情報に基づいて、操作機能を操作する操作値を生成するステップと、操作値に基づいて、運転者の意志に応じて操作機能を実行する電気機械を操作するステップと、電気技術的障害の場合に、電気機械にゼロトルクを課すことにより安全性機能を起動し、バッテリの接続を切る安全性ステップと、電気技術的障害の場合に安全性機能を優先的に起動する優先的選択ステップと、直前のステップで選択された機能に基づいて、指令信号をバッテリおよび電気機械に送信する電気装置の指令ステップとを含み、
− 本制御および監視装置は、熱機関および電気機械の動作状態ならびに運転者の意志に関する情報を収集する手段と、収集手段によって収集された情報に応じて運転者の意志を解釈する手段と、解釈手段から出された運転者の意志の解釈に基づいて、操作機能および／または安全性機能を選択する指令手段と、指令手段によって選択された操作機能および／または安全性機能に基づいて、バッテリや電気機械などの電気装置の監視構成要素を操作する手段と、操作手段からの出力信号を整形する手段とを含み、
− 本制御および監視方法は、制御を起動する変数を生成する手段をまとめた第１レイヤと、制御変数の値に基づいて操作指令を実行する手段をまとめた第２レイヤと、電気装置の監視構成要素の操作を実行する手段をまとめた第３レイヤの連続する３つの機能レイヤを含み、
− 情報収集手段は、特に、熱機関の制御、アクセルペダルの位置、有効平均トルク、ブレーキペダルの位置、熱機関の状態などに関する信号；車両の電気装置に関する、特に、通常、モータの速度、種々の動作障害、バッテリの温度、バッテリの電圧および電流、バッテリの充電および放電時の許容出力、バッテリの充電状態に関する信号；車両の動力学特性、特に四輪の速度、四輪の制動圧力、車両の縦方向および横方向加速度の測定値、ハンドルの舵取り角の測定値、偏揺れ速度の測定値に関する信号；運転者の意志を示す計器板の種々のスイッチからの有線非常停止信号、およびバッテリから来る絶縁不良検出器の信号などの信号に関する異なる性質の複数のセンサを含み、
− 運転者の意志を解釈する手段は、収集手段からの情報を分析し、これらの情報に応じて、次の指令手段内で関連する操作機能または安全性機能を選択するための値を有する変数を送信する手段を含み、
− 操作変数は、制御手段内で、操作機能および／または安全性機能、特に、車両の始動を起動する手段を含む機能；運転者がハイブリッド車両の始動を所望するときに電気技術的部分を起動する手段をまとめた機能；車両の停止時に電気技術的装置をオフにする手段をまとめた機能；純熱モードでの減速時に、電気機械を、電気トルクがゼロである待機モードにする手段をまとめた機能；ハイブリッドモードでの減速時に、電気エネルギを回収する手段をまとめた機能；純熱モードでの加速時に、電気機械を、電気トルクがゼロである待機モードにする手段をまとめた機能；ハイブリッドモードでの加速時に、電気トルクがクランクシャフトトルクに比例するか、または車両のエンジン駆動性を最適化するように計算される、四輪駆動モードでの車両の駆動を可能にする手段をまとめた機能；純電気モードで、自動変速機型のクリープ、すなわちトルククリープ、および所与のしきい値からの速度クリープを確立するように、車両のアクセルペダルの位置から電気トルクを計算する手段をまとめた機能；および、電気技術的部分の重大な動作障害が発生した場合に、電気機械にゼロトルク設定値を送信し、車両の残りの部分からバッテリを隔離するために主高圧接触器の接続を切る手段をまとめた機能を選択する手段に関連付けられ、
− 指令手段は、車両の安定性基準を満たすように電気トルク設定値を制限する手段を含み、
− 電気装置の監視構成要素を操作する手段は、車両の残りの部分からバッテリを隔離するためにバッテリ監視手段を備え、
− 電気装置の監視構成要素を操作する手段は、電気装置の動作制限および車両の安定性に適合したトルク設定値を電気機械に送信する手段を備える、電子機械の操作手段を備える。

本発明の特徴および長所は、理解のために添付の図を参照して行う以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

図６には、本発明によるハイブリッド車両の監視装置の特定の一実施形態が示してある。

ハイブリッド車両は、熱機関２０による機械的リンク１０６、および電気機械２２による機械的リンク１０８を用いて駆動される動的プラットフォーム１０４でモデル化してある。

電気機械２２は、発電機またはモータに転換可能であるため、機械的リンク１０８は双方向である。

車両の動的プラットフォーム１０４は、既知の、車両の種々の基準軸に関する様々な線形速度および角速度ならびに線形加速度および角加速度のような車両の動作状態パラメータを表す信号を生成する、車両の安定性または安定状態についての複数のセンサを具備する。これらのセンサのデータは、リンク１１４からハイブリッド車両の動作状態検出モジュール１１２に送信される。

ハイブリッド車両の動作状態検出モジュール１１２は、リンク１１４により、特に熱トルクＣｔおよび熱回転数Ｎｔの推定または測定または計算による、熱機関２０の動作状態センサにも接続される。

ハイブリッド車両の動作状態検出モジュール１１２は、リンク１１６により、電気機械がモータとして動作する場合には正の値となり、発電機として動作する場合には負の値となる電気トルクＣｅおよび回転数すなわち回転速度Ｎｅというパラメータの推定または測定または計算による、電気機械２２の動作状態センサにも接続される。

また、車両の運転台１１０は、特に直接リンク１２４を介して、たとえば、熱機関２０内へのガスの吸気スロットルバルブの開度を調節することができる、たとえばアクセルペダルの踏み込みペダル角θｐｅｄセンサ、ハンドルの舵取り角センサ、車両の加速度センサのような、運転者の意志を検出する手段を具備する。

また、そのような運転者の意志のパラメータθｐｅｄは、車両の動作状態の検出モジュール１１２にも適用される。

動作状態検出モジュール１１２は、車両の動作状態を記述する前述の種々のパラメータの一覧を含む瞬時信号を生成し、この信号は、ハイブリッド車両全体の状態を監視または制御するために電気機械２２のみの設定値または指令値を設定することができる第２モジュール１１８の入力部に送信される。

この目的で、モジュール１１８が、車両の安定性制御ユニット１２０と、車両の電気装置の電気技術的保護ユニット１２２にそれぞれ接続される。

第２モジュール１１８は、保護状態１２２のモジュール１２０から出される安定性状態の動作状態信号Ｅに同時に基づいて、電気機械の指令信号Ｃ（Ｅ）のみを生成し、この信号は、車両の安定性、運転者の意志、および車両の電気装置の電気技術的保護を同時に遵守しながら、電気機械２２の指令回路に印加される。

この目的で、図６には記載しなかったが、電気機械２２は、電気化学式バッテリから給電される操作回路と協動する。

操作回路は、通常、電気機械とバッテリの間でやりとりされる電力を変化させるようにスイッチが電気機械の操作回路のパルス幅変調において操作される、Ｈブリッジで構成される。

指令信号Ｃ（Ｅ）により、モジュール１２２によって考慮に入れられる電気技術的保護基準ならびにモジュール１２０によって考慮に入れられる車両の安定性上の制約条件を遵守しながら、車両の動的挙動を制御するために、特にパルス幅変調比を変化させることが可能となる。この制御アーキテクチャは、指令が熱機関２０に適用されようとそうでなかろうと、電気機械２２のみの動作を制御することによって実現されることに留意されたい。

特に、熱機関２０が発生する動力が過大な場合、電気機械２２の発生モードを決定する設定値Ｃ（Ｅ）により、動力の一部を分流させることができる。

反対に、安定性制約条件分析モジュール１２０によれば車両の安定性が損なわれた場合、信号Ｃ（Ｅ）により、安定性が回復されるように、電気機械２２のモータモードでの動作が引き起こされる。

このアーキテクチャにより、上で記載し、以下の本文において熱機関について触れずに簡単に定義され、車両の安定性上および電気技術的保護上の制約を解決することができることに留意されたい。

図７には、特に本発明の監視方法が車両のコンピュータにおいてソフトウェアの形で実装されているときの本方法のフローチャートを示した。

車両の運転開始を要求する点火スイッチの操作によって開始することができる始動ステップの後、ステップＳ１で、車両の動作状態Ｅの検出を実行する。

このステップにより、図６を用いて説明したような車両の動作状態を表す前述の種々のパラメータをたとえば所定のタイミングで収集することができる。

このステップの終了後、電気機械２２のみの動作設定値Ｃ（Ｅ）を生成するステップＳ２で、車両の動作状態を表すデータが考慮に入れられる。

この電気的設定値は、特定の指令が熱機関２０に適用されることを要求しない。

図６の装置を用いて既に説明したように、この設定値は、車両の安定性上の制約条件および電気機械２２の保護上の制約条件を遵守しながら実行される。

この目的で、ステップＳ２の終了後、第１設定値レベルが生成された時点で、車両の安定性上の制約条件が遵守されているかどうかのテストＳ３を実行する。

遵守されている場合、ステップＳ４で、車両の電気装置の電気技術的保護上の制約条件が遵守されているかどうかのテストを実行する。

ステップＳ４の結果が「はい」であった場合、ステップＳ５で車両の動作終了の表示があるかどうかテストする。

ステップＳ５の結果が「いいえ」であった場合、制御は車両の動作状態を検出するステップＳ１に戻り、ループが実行される。

反対に、ステップＳ５の結果が「はい」である場合、ループを抜け、車両を動作停止状態にすることができる終了ステップが実行される。

制約条件についてテストするステップＳ３および／またはＳ４の結果が「いいえ」である場合、制約条件Ｓ３およびＳ４を遵守することを可能にする設定値を生成するように、ステップＳ６で、電気機械２２の設定値Ｃ（Ｅ）確立機能の変更可能パラメータの変更を行い、ループはＳ２に戻る。

図１に本発明の特定の一実施形態で示されるハイブリッド車両は、車両の前車軸Ｔａｖの駆動輪に機械的に連結された熱機関２０を含む。バッテリ２６自体も、車両の後車軸Ｔａｒを駆動する電気機械２２を介して接続されている。電気機械２２は、本発明の方法を実施する監視装置１０を介してトルク設定値および／または回転数設定値のような動作設定値を受け取る制御装置２８によって指令される。制御装置２８は、設定値を基にして、バッテリ２６に接続された電気機械２２で考慮に入れられる、トルクおよび／または回転数Ｃａの指令値を作成する。

したがって、それ自体が制御装置（図示せず）に接続され、制御装置２８とは別であるまたはそうでない熱機関２０により、モータ２２に給電するバッテリ２６の充電状態が弱い場合に車両を駆動するか、あるいは電気機械２２を発電モードで作動させるか、または発電モードで動作している他の機械（図示せず）を作動させることにより、バッテリ２６を再充電することができる。

バッテリ２６は、所定の電圧および電流で電気エネルギを発生するまたは受け取るように電気的に接続された複数のセル（図示せず）を含む。

車両は、熱機関２０に接続され（５０）、電気機械２２に接続され（６０）、センサ（図示せず）に接続され（８０）、電気機械２２の指令設定値およびバッテリ２６に対する指令設定値を制御装置２８に送信する、制御および監視装置１０を含む。

図５に、本発明の監視および制御方法によって実行される一連のステップを示した。

本発明の方法は、最初の３つの指令ステップを並列に実行する。

本発明の方法は、運転者の意志を示す、計器板の種々のスイッチからの有線非常停止信号などの信号から、運転者の意志の検出信号を計算する、第１ステップＥ１を実行する。

本方法は、それと並行して、ハイブリッド車両の動作モード、特にモータ２２の動作状態に関する情報を収集する、ステップＥ２を実行する。

本発明の方法は、純熱モード、純電気モード、あるいはハイブリッドモードで動作する車両の回転に関する情報、ならびに車輪の四輪の動力学特性に関する情報を収集する、第３のハイブリッド車両推進モード検出ステップＥ３を実行する。

これらの情報が収集されると、制御装置は、操作変数ＤＲＭ生成ステップＥ４に移行する。操作変数ＤＲＭは、運転者によって選択され、先行ステップＥ１、Ｅ２およびＥ３で解釈される推進モードおよび動作モードの操作機能の実行をそれぞれ指令する、複数の値をとることができる。

本発明の方法のステップＥ５は、直前のステップＥ４で生成された変数ＤＲＭの値に関連する操作機能の実行の指令から成る。

それと並行して、本発明の方法は、通信バスを介して伝達されるバッテリ２６および電気機械２２の動作障害に関する情報から、たとえばバッテリ２６の異常過充電または電気機械の接地不良などの電気技術的障害を検出するステップＥ６を実行する。

電気技術的異常が検出された場合、次の安全性生成ステップＥ７で安全性機能が起動される。この安全性機能は、電気機械２２にゼロトルクを、バッテリ２６にゼロ電圧を課して、これらの電気機械が万一損傷することがないようにする。

優先的選択ステップＥ８は、操作機能実行ステップＥ５および安全性生成ステップＥ７の情報のベクトルをその入力部で受け取る。ステップＥ６で電気技術的異常が検出された場合、ステップＥ５で起動された操作機能が何であろうと、ステップＥ８で、電気装置を保護するための安全性機能の実行指令が優先的に送信される。安全性機能が起動されていなかった場合、ステップＥ８で、選択された操作機能の実行指令が送信される。

指令分配ステップＥ９は、直前のステップＥ８から実行指令を受け取り、トルク指令を、電気機械２２の指令ステップＥ１１に、電圧指令を、バッテリ２６の指令ステップＥ１０にそれぞれ分配する。

本発明の特定の一実施形態においては、図２に詳細に示す監視装置は、連続する３つの機能レイヤをもつアーキテクチャを有する。監視装置は、
− 熱機関２０および電気機械２２の動作状態ならびに運転者の意志に関する情報を収集する手段Ｍ１、ならびに出力信号を整形する手段Ｍ５
− 第１機能レイヤを構成する、収集手段Ｍ１によって収集された情報に応じて運転者の意志を解釈する手段Ｍ２
− 第２機能レイヤを構成する、解釈手段Ｍ２から出された運転者の意志の解釈に基づいて操作機能および／または安全性機能を選択する指令手段Ｍ３
− 第３機能レイヤを構成する、指令手段Ｍ３によって選択された操作機能および／または安全性機能に基づいて、バッテリ２６および電気機械２２などの電気装置の監視構成要素を操作する手段Ｍ４
を含む。

情報収集手段Ｍ１の役割は、制御に必要な信号を選択することである。そのようにして選択された信号は、処理され、すなわち再スケーリングまたはろ波される。これらの信号は、図２に示す種々の通信バスＢ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ４から送られてくるもので、これらのバスは、特に熱機関２０、電気機械２２、車両の動力学特性、および運転者の意志に関する情報、計器板の指令に関する信号などを収集する。

収集手段Ｍ１によって収集された情報に応じて解釈する手段Ｍ２は、バスＢ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ４を経由し収集手段Ｍ１によって整形された信号を分析する手段、ならびにこれらの情報に応じて、操作機能または安全性機能に関連する値となる操作変数ＤＲＭを生成する手段を含む。

図３に概略的に示すように、種々の車両運転モード、たとえば、熱機関２０だけで車両を駆動する熱モード、純電気モード、またはハイブリッドモードに対応する、種々の操作機能が存在する。これらの操作機能は、運転者の意志だけでなく、車両の安定性条件、および電気装置の保護条件にも応じて電気装置に指令するための設定値を計算する手段によって起動される。

安全性機能は、ある電気装置上で重大な障害が発生したとき、ゼロ電気トルク設定値を送信し、残りの電気回路からバッテリ２６の接続を切る手段によって起動される。

電気アクチュエータの制御手段Ｍ３は、変数ＤＲＭの値に対応する操作機能および／または安全性機能を選択することを可能にする、解釈手段Ｍ２から出された操作変数ＤＲＭをその入力部で受け取り、制御手段Ｍ４に送信される指令トルクＣｏの設定値を決定する。

特にバッテリ２６および電気機械２２などの電気機械の監視構成要素を操作する手段Ｍ４は、図２に示す２つのサブブロックを含む。

第１のサブブロック４ａはバッテリ２６の監視手段であり、損傷を防ぐためにバッテリ２６を車両の残りの部分から隔離する接触器（図示せず）を起動する手段を含む。

第２のサブブロック４ｂは、システムＭ３の指令手段の指令機能の１つによって要求された電気トルク設定値Ｃｏおよびサブブロック４ａから来る接触器の指令をその入力部で受け取る、電気機械２２の操作手段を構成する。サブブロック４ｂはまた、車両の安定性およびバッテリ２６の状態に関係する電気装置の動作制限に適合したトルク設定値Ｃ＿ｏｐｔを計算する手段も含む。

最後に手段Ｍ５は、操作手段Ｍ４から来る出力信号を整形すなわち再スケーリングおよび／またはろ波し、それらの信号を電気機械２２の制御装置２８に送信する。

特定の一実施形態においては、情報収集手段Ｍ１は、
− バスＢ１を経由し、熱機関２０の制御状態、特に車両のアクセルペダルの位置、有効平均トルク（クランクシャフトトルクの推定値）、ブレーキペダルの位置、熱機関のステータスを記述した情報
− バスＢ２を経由し、車両の電気装置に関する情報、特に、通常、モータ２２に連結されたロータ（図示せず）の回転速度、種々の動作障害、バッテリ２６の温度、バッテリ２６の電圧および電流、バッテリ２６の充電および放電時の許容出力、バッテリの充電状態に関する情報
− バスＢ３を経由し、車両の動力学特性、特に四輪の速度、四輪の制動圧力、車両の縦方向加速度の測定値に関する情報
− バスＢ４を経由し、運転者の意志を示す計器板の種々のスイッチからの有線非常停止信号、およびバッテリ２６から来る障害検出器の信号などの信号
を読み取る複数のセンサを含む。

このようにして収集された情報は手段Ｍ２によって解釈される。手段Ｍ２は、手段Ｍ１によって収集された情報を分析する手段、ならびに、これらの情報に応じて、関連する操作機能また安全性機能を起動する値となる変数ＤＲＭを送信する手段を含む。

図４には、操作変数ＤＲＭの値の生成に至る、本発明の一実施形態による運転者の意志を解釈する手段Ｍ２の回路のブロック図を示した。

手段Ｍ２は運転者の意志４０の解釈回路ＩＶＣを含み、この回路は本発明の方法のステップＥ１を実施する。ＩＶＣ回路４０は、手段Ｍ１から、特にペダルの位置、計器板から来る指令信号などで表される運転者の意志に関する情報を受け取る。運転者の意志は、分析された後、操作変数ＤＲＭの生成回路４６に送られ、その結果、適切な操作機能の実行を指令する。

手段Ｍ２は、車両の動作モードを決定するための、本発明の方法のステップＥ２を実施する回路４２を含む。車両動作検出ブロック４２は、手段Ｍ１から来る情報を基にして、モータ２２および熱機関２０が停止しているか動作しているかを検出し、適切な信号を操作変数ＤＲＭの生成回路４６に送信する。

手段Ｍ２は、車両の推進モードを検出するための、本発明の方法のステップＥ３を実施する回路４４を含む。ブロック４４は、車両動作検出ブロック４２から送られた信号から車両の推進モードを検出し、車両が純熱モードか、純電気モードか、それともハイブリッドモードで走行すべきかを判定する。

運転者の意志を解釈する手段Ｍ２は、運転者の意志に適合した操作機能に関連する操作値ＤＲＭを確立するために、前述の回路４０、４２および４４から信号を受け取る、操作変数ＤＲＭの生成装置４６を最後に含む。

変数ＤＲＭは、操作機能または安全性機能のうちの１つを選択する手段に指令する。より詳細には、変数ＤＲＭは、次の指令ステップにおいて、操作機能または安全性機能を起動することを目的とする。変数ＤＲＭは、種々の値、特に、
− 車両の始動をオンにするための値ＳＢＹ
− 運転者がハイブリッド車両を始動しようとするときの値ＳＴＡＲＴ
− 車両の停止時の値ＳＴＯＰ
− 運転者が純熱モードで走行することを選択するときの減速時の値ＦＵ＿４２
− 運転者がハイブリッドモードで走行することを選択するときの減速時の値ＦＵ＿４４
− 運転者が純熱モードで走行することを選択するときの加速時の値ＦＤ＿４２
− 運転者がハイブリッドモードで走行することを選択するときの加速時の値ＦＤ＿４４
− 純電気モードの値ＺＥＶ
をとることができる。

ＤＲＭのこれらの値はそれぞれ、図３により詳細に示す指令手段Ｍ３によって起動される操作機能に関連付けられている。

これらの機能は、運転者の意志によって起動されるまたはされない電気アクチュエータの操作手段、ならびに電気装置の安全性パラメータを考慮に入れる手段を一まとめにしたものである。

図３に示すように、２つのカテゴリの機能、すなわち、変数ＤＲＭの値によって指令される操作機能と、安全性機能とがある。

ＤＲＭが値ＳＢＹを送信すると、車両を始動する手段によって操作機能が起動される。

ＤＲＭが値ＳＴＡＲＴを送信すると、ブロック３６が、運転者がハイブリッドモードで車両を始動しようとしたとき、高圧電気技術的部分を起動する手段を使用する操作機能を実行する。

ＤＲＭが値ＳＴＯＰを送信すると、ブロック３７が、車両の停止時に電気技術的装置をオフにする手段を使用する操作機能を実行する。

ＤＲＭが純熱モードでの減速時に値ＦＵ＿４２を送信すると、ブロック３４が、電気機械２２を待機状態にする、すなわち電気機械にゼロの電気トルク設定値を課す手段を使用する操作機能を実行する。

ＤＲＭが純熱モードでの加速時に値ＦＤ＿４２を送信すると、ブロック３５が、電気機械２２を待機状態にする、すなわち電気機械にゼロの電気トルク設定を課す手段を使用する操作機能を実行する。

前出の操作機能の実行から出された指令設定値は、指令選択ブロック３９に送信され、同ブロックは、バッテリ２６の指令信号を手段Ｍ４のバッテリ監視機構４ａに、また電気機械２２の指令信号を手段Ｍ４の電気機械操作機構４ｂに送信する。

ＤＲＭがハイブリッドモードでの加速時に値ＦＤ＿４４を送信すると、ブロック３１が、ゼロではない電気トルクがクランクシャフトトルクに比例するか、または車両のエンジン駆動性および接地結合を最適化するように計算される、四輪駆動モードで車両を推進する手段を使用する操作機能を実行する。

ＤＲＭが値ＦＵ＿４４を送信すると、ブロック３２が、特にバッテリ２６を再充電するために、電気機械２２を発電モードで動作させながら、ハイブリッドモードでの車両の減速時に電気エネルギを回収する手段を使用する操作機能を実行する。

ＤＲＭが純電気モードで値ＺＥＶを送信すると、ブロック３３が、自動変速機型のクリープ、すなわち車両の始動時にはトルククリープを、また、一般に車両走行時には所与のしきい値からの速度クリープを確立するように、車両のアクセルペダルの位置から電気トルクを計算する手段を起動する操作機能を実行する。

後の３つの機能の場合、送信される電気トルクの値はゼロではない。これらの機能によって計算されるトルク設定値は、リミッタブロック３０により、四輪駆動モードで走行するハイブリッド車両の安定性条件および接地結合条件を満たすように、すなわち車両の各車軸ユニットへの駆動トルクの配分を確認するように制限される。

安全性機能は、電気的障害検出ブロック４８に接続された安全性ブロック３８によって実行される。電気的障害検出ブロック４８は、情報収集手段Ｍ１からのバッテリ２６の動作に関する情報をその入力部で受け取り、万一動作異常があった場合、それを検出する。

電気的障害が検出された場合、電気装置の損傷を防止するために、ゼロトルク設定値を電気機械２２に、また、バッテリを車両の残りの部分から電気的に隔離するためのゼロ電圧をバッテリ２６に供給するように、安全性機能を起動する信号が安全性ブロック３８に送信される。この安全性機能は、たとえばバッテリ２６の電圧が所定の安全性の範囲外になったときなど、電気技術的部分の重大な動作障害の場合に起動される。

安全性機能は、他の操作機能よりも優先されるものであり、安全性機能が実行されるとき他のあらゆる操作機能は中断されると言える。

次いで安全性機能は、指令選択ブロック３９に設定値を送信し、同ブロックは安全性の設定値を優先的に送信する。

電気装置、特にバッテリ２６および電気機械２２の監視構成要素を操作する手段Ｍ４は、図２に示す２つのサブブロックを含む。すなわち
− 第１サブブロック４ａはバッテリ２６の監視手段を表し、
− 第２サブブロック４ｂは電気機械２２の操作手段を表す。

第１サブブロック４ａは、損傷を防止するように、電気装置を車両の残りの部分から隔離する接触器（図示せず）を起動する手段を備える。

第２サブブロック４ｂは、電気機械２２の操作手段を構成し、システムＭ３の指令手段の指令機能の１つによって要求される電気トルク設定値Ｃｏおよびサブブロック４ａから来る接触器の指令をその入力部で受け取る。サブブロック４ｂは、電気装置の動作の制限に適合したトルク設定値を計算する手段も含む。

最後に、手段Ｍ５は、操作手段Ｍ４から来る出力信号を整形し、電気機械２２に指令するためにこれらの信号を制御装置２８に送信し、またバッテリ２６に送信する。

本発明の特定の一形態による監視装置が設置されたハイブリッド車両の略図である。 本発明の特定の一形態による監視装置の制御アーキテクチャを表すブロック図である。 図２の制御アーキテクチャの一部分のブロック図である。 図２の制御アーキテクチャの別の部分のブロック図である。 本発明による監視および制御方法の諸段階の詳細を示す図である。 特定の一実施形態におけるハイブリッド車両の監視装置のブロック図である。 本発明のハイブリッド車両の監視および制御方法を実施するソフトウェアのフローチャートである。

Claims (11)

1. 駆動熱機関（２０）と、
   指令に応じて駆動モータとして動作することができ、バッテリ（２６）から給電される電気機械（２２）と
   を備えるハイブリッド車両の制御および監視方法であって、
   車両の動作状態（Ｅ）を検出すること、および
   それに応答して、該熱駆動機関（２０）の特定の指令を要求することなく、車両の安定性上の制約条件および車両の電気装置の保護上の制約条件の遵守を確保しながら、電気機械（２２）のみの動作設定値（Ｃ（Ｅ））を生成する
   ことから成ることを特徴とする制御および監視方法。
2. 熱機関（２０）および電気アクチュエータ（２２）の動作状態、ならびに運転者の意志に関する情報を収集するステップ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）と、
   収集された情報に基づいて、操作機能を操作する操作値（ＤＲＭ）を生成するステップ（Ｅ４）と、
   操作値（ＤＲＭ）に基づいて、運転者の意志に応じて操作機能を実行する電気アクチュエータ（２２）を操作するステップ（Ｅ５）と
   電気技術的障害の場合に、電気機械（２２）にゼロトルクを課すことにより安全性機能を起動し、バッテリ（２６）の接続を切る安全性ステップ（Ｅ６、Ｅ７）と、
   電気技術的障害の場合に安全性機能を優先的に起動する優先的選択ステップ（Ｅ８）と、
   直前のステップで選択された機能に基づいて、指令信号をバッテリ（２６）および電気機械（２２）に送信する電気装置の指令ステップ（Ｅ９、Ｅ１０）と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御および監視方法。
3. 駆動熱機関（２０）と、
   指令に応じて駆動モータとして動作することができ、バッテリ（２６）から給電される電気機械（２２）と
   を含むハイブリッド車両の制御および監視装置であって、
   動作状態ベクトル（Ｅ）を生成するハイブリッド車両の動作状態検出モジュール（１１２）と、
   動作状態ベクトル（Ｅ）に基づいて設定値（Ｃ（Ｅ））を作成することができるモジュール（１１８）であって、車両の安定性制御ユニット（１２０）および車両の電気装置の電気技術的保護ユニット（１２２）と協動し、前記設定値（Ｃ（Ｅ））がハイブリッド車両の電気機械（２２）のみに適用される、モジュール（１１８）と
   を含むことを特徴とする装置。
4. 熱機関および電気機械（２２）の動作状態ならびに運転者の意志に関する情報を収集する手段（Ｍ１）と、
   収集手段（Ｍ１）によって収集された情報に応じて運転者の意志を解釈する手段（Ｍ２）と、
   解釈手段（Ｍ２）から出された運転者の意志の解釈に基づいて、操作機能および／または安全性機能を選択する指令手段（Ｍ３）と、
   指令手段（Ｍ３）によって選択された操作機能および／または安全性機能に基づいて、バッテリ（２６）や電気機械（２２）などの電気装置の監視構成要素を操作する手段（Ｍ４）と、
   最後に、操作手段（Ｍ４）からの出力信号を整形する手段（Ｍ５）と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の制御および監視装置（１０）。
5. 操作を起動する変数（ＤＲＭ）を生成する手段（Ｍ１、Ｍ２）をまとめた第１レイヤ、
   操作変数（ＤＲＭ）の値に基づいて操作指令を実行する手段（Ｍ３）をまとめた第２レイヤ、
   電気装置の監視構成要素の操作を実行する手段（Ｍ４）をまとめた第３レイヤ
   の連続する３つの機能レイヤを含むことを特徴とする請求項４に記載の制御および監視装置（１０）。
6. 情報収集手段（Ｍ１）が、特に
   熱機関（２０）の制御、アクセルペダルの位置、有効平均トルク、ブレーキペダルの位置、熱機関（２０）のステータスなどに関する信号、
   車両の電気装置に関する、特に、通常、モータ（２２）の速度、種々の動作障害、バッテリ（２６）の温度、バッテリ（２６）の電圧および電流、バッテリ（２６）の充電および放電時の許容出力、バッテリの充電状態に関する信号、
   車両の動力学特性、特に四輪の速度、四輪の制動圧力、車両の縦方向および横方向加速度の測定値、ハンドルの舵取り角の測定値、偏揺れ速度の測定値に関する信号、および
   運転者の意志を示す計器板の種々のスイッチからの有線非常停止信号や、バッテリ（２６）から来る絶縁不良検出器の信号などの信号
   を読み取る異なる性質の複数のセンサを含むことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。
7. 運転者の意志を解釈する手段（Ｍ２）が、収集手段（Ｍ１）からの情報を分析し、これらの情報に応じて、次の指令手段（Ｍ３）内で関連する操作機能または安全性機能を選択するための値となる変数（ＤＲＭ）を送信する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。
8. 変数（ＤＲＭ）が、指令手段（Ｍ３）内で、操作機能および／または安全性機能のいずれか一つを選択する手段に関連づけられており、それらの機能が特に
   車両の始動をオンにする手段を含む機能（ＳＢＹ）、
   運転者がハイブリッド車両を始動しようとするときに電気技術的部分を起動する手段をまとめた機能（ＳＴＡＲＴ）、
   車両の停止時に電気技術的装置をオフにする手段をまとめた機能（ＳＴＯＰ）、
   純熱モードでの減速時に、電気機械（２２）を、電気トルクがゼロである待機モードにする手段をまとめた機能（ＦＵ＿４２）、
   ハイブリッドモードでの減速時に、電気エネルギを回収する手段をまとめた機能（ＦＵ＿４４）、
   純熱モードでの加速時に、電気アクチュエータを、電気トルクがゼロである待機モードにする手段をまとめた機能（ＦＤ＿４２）、
   ハイブリッドモードでの加速時に、電気トルクがクランクシャフトトルクに比例するか、または車両のエンジン駆動性を最適化するように計算される、四輪駆動モードでの車両の駆動を可能にする手段をまとめた機能（ＦＤ＿４４）、
   純電気モードで、自動変速機型のクリープ、すなわちトルククリープ、および所与のしきい値からの速度クリープを確立するために、車両のアクセルペダルの位置から電気トルクを計算する手段をまとめた機能（ＺＥＶ）、および
   電気技術的部分の重大な動作障害が発生した場合に、電気機械にゼロトルク設定値を送信し、車両の残りの部分からバッテリ（２６）を隔離するために主高圧接触器の接続を切る手段をまとめた機能であることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。
9. 手段Ｍ３が、車両の安定性基準を満たすように電気トルク設定値を制限する手段（３０）を含むことを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。
10. 電気装置の監視構成要素を操作する手段（Ｍ４）が、車両の残りの部分からバッテリ（２６）を隔離するためにバッテリ監視手段（ブロック４ａ）を備えることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。
11. 電気装置の監視構成要素を操作する手段（Ｍ４）が、電気装置の動作制限および車両の安定性に適合したトルク設定値（Ｃ＿ｏｐｔ）を電気機械（２２）に送信する手段を備える、電気機械（２２）の操作手段（ブロック４ｂ）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御および監視装置（１０）。

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