JP2016533952A - ハイブリッド電気自動車コントローラおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、エンジン、エネルギー保存手段によって通電される電気推進手段、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存手段を再充電するように動作可能な発電機手段を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車のためのコントローラを提供する。コントローラは、複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進手段に、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させるように動作可能である。コントローラは、自動車が１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するエンジンで動作する場合、コントローラは、エンジンに加えて、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるように動作可能であるパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させるように動作可能である。

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車に関する。特に、本発明の実施形態は、パラレルモードで動作するハイブリッド電気自動車に関する。

自動車を駆動する駆動トルクを提供するように動作可能な内燃エンジンと、自動車が電気自動車（ＥＶ）モードで動作する場合に駆動トルクを提供するように動作可能な電気推進モータとを有するハイブリッド電気自動車を提供することが知られている。自動車制御システムが、内燃エンジンをオンまたはオフに切り替える時期、およびエンジンとトランスミッションとの間のクラッチＫ０を開閉する時期を決定する。幾つかの自動車では、電気推進モータがトランスミッションの中に一体化される。

エンジン始動が要求される場合、エンジンのクランクを回すためのスタータとして、電気機械を提供することも知られている。公知のスタータは、ベルト一体型のスタータ／発電機を含む。こうした装置は、エンジンおよびスタータによって駆動される発電機として動作可能である。幾つかの実施形態において、自動車は、エンジンを始動するためのスタータに加えて、ベルト一体型のスタータ発電機を含んでもよい。

本発明の実施形態は、添付の請求項を参照して理解できる。

本発明の態様は、制御システム、自動車および方法を提供する。
保護が求められる本発明の態様において、エンジン、エネルギー保存手段によって通電される電気推進手段、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存手段を再充電するように動作可能な発電機手段を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車のためのコントローラが提供され、
コントローラは、
複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進手段に、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させるように動作可能であり、
コントローラは、自動車が１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するエンジンで動作する場合、コントローラは、エンジンに加えて、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるように動作可能であるパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させるように動作可能であり、
電気推進手段によって配給されるトルク量は、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、コントローラによって決定される。

本発明の実施形態は、コントローラが、要求される１つ以上の動作モードに従って、電気推進手段による電気エネルギー使用量を管理できるという利点を有する。これは、要求される１つ以上の動作モードに従って、電気推進手段によって配給される追加の駆動トルクの量を制御することによって達成される。この特徴は、所定の動作モードまたは動作モードの組合せについて自動車の性能を最適化する際に、自動車設計者の柔軟性をかなり増強する。

自動車設計者は、例えば、所定のモードでの自動車運転容易性と、エネルギー保存手段に保存されたエネルギー量を節約する要望とをバランスさせるようとする。従って、設計者は、例えば、起伏のあるまたはオフロードの地帯での走行に最適化された１つ以上のモード、あるいは、性能指向の運転、例えば、モータスポーツに最適化された１つ以上のモードなど、特定のモードで動作する場合、エンジンによって提供されるものに加えて、電気推進手段によって提供される駆動トルクの増加した量を許容しようとする。

こうして電気推進手段によって開発されたトルク量は、特定の自動車動作モードに適合できる。従って、駆動トルク要求に対する自動車パワートレインの応答性が、特定の動作モードに適合できる。

要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号は、例えば、アクセル制御、例えば、アクセル制御ペダルを介して、運転手の要求に少なくとも部分的に応答して発生できる。代替として、信号は、速度制御システム、例えば、高速道路巡航制御システム、非高速道路巡航制御システム、またはいずれか他の適切なシステムによって少なくとも部分的に発生できる。

パラレルパワートレインモードは、要求される駆動トルクを車輪に配給するために、エンジンおよび電気推進手段がどのように構成されるかを参照し、特定の構成は、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号のコントローラ入力に依存している。エンジンおよび電気推進手段は、複数の異なる構成で動作するように構成できる。前記コントローラ入力の異なる組合せが、同じコントローラ出力パワートレイン構成を生じさせてもよい（即ち、同じパラレルパワートレインモード）。

コントローラは、エンジンによって配給されるトルクの量と、要求されたパワートレイン駆動トルクの量との間の差が存在する場合だけ、１つ以上の自動車動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、電気推進手段によって配給されることが要求されたトルク量を決定するように動作可能でもよい。

必要に応じて、１つ以上の動作モードは、１つ以上のトランスミッション動作モードを含んでもよい。

トランスミッション動作モードは、ドライブモード、リバースモードおよびスポーツモードの中から選択される少なくとも１つを含んでもよい。スポーツモードは、性能指向のトランスミッションモードとすることができ、１つ以上のギアシフトアップがより高いエンジン速度で生ずるように、ギアシフト情報がドライブモードで採用されるものと比べて変更される。従って、トランスミッションは、より長い期間はより低いギアに保持できる。

さらに必要に応じて、１つ以上の動作モードは、１つ以上のドライブ動作モードを含んでもよく、各ドライブ動作モードにおいて、複数の選択された自動車サブシステムの各々は、複数のサブシステム動作モードの個々の１つで動作するようになる。

ドライブモードは、地帯応答モードに対応してもよい。

必要に応じて、複数の選択された自動車サブシステムは、ドライブ動作モードに少なくとも部分的に依存して、アクセル制御とパワートレイントルクとの間の対応を選択するように構成されたパワートレインコントローラ、サスペンション制御システムおよびブレーキ制御システムの中から選択された少なくとも１つを含む。

必要に応じて、コントローラは、パワートレインを、エンジンが発電機手段を駆動してエネルギー保存手段を再充電するエンジン充電パラレルモード、あるいは、エンジンがオフに切り替わり、電気推進手段が、駆動トルクを開発し、自動車を駆動するように動作可能である電気自動車（ＥＶ）モードで動作させるように動作可能である。

必要に応じて、１つ以上の動作モードは、複数のハイブリッド動作モードを含み、コントローラは、エネルギー保存手段の充電状態を示す信号を受信し、複数のパワートレインモードのうちのどれが所定の時点で自動車にとって適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、選択したハイブリッド動作モード、エネルギー保存手段の瞬間充電状態を示す信号、および充電状態の基準値に少なくとも部分的に依存して、複数のパワートレインモードのうちのどれが適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、要求されたハイブリッド動作モードに少なくとも部分的に依存して、充電状態の基準値を、複数の異なる個々の値のうちの１つに設定するように動作可能である。

ハイブリッド動作モードは、デフォルトとも称される一般ハイブリッド動作モード、または、ベースラインハイブリッド動作モードおよび選択可能な電気自動車（ＳＥＶ）モードを含んでもよい。

充電状態の基準値を変更することによって、コントローラは、ＥＶモードでの動作を好むように、ＥＶモードでの動作にとって利用可能な充電量に影響を与えるように構成できることは理解すべきである。ＥＶモードでの動作は、一般ハイブリッド動作モードと比べて、ＳＥＶモードで好まれることがある。

この特徴は、コントローラが、パワートレインモードに関して、ユーザ嗜好にさらに依存して、電気推進手段を用いて追加の駆動トルクを提供する際に、電気充電の使用を管理できるという利点を有する。

コントローラは、充電状態の基準値からの瞬間充電状態を示す信号の偏差に少なくとも部分的に依存して、適切なパワートレインモードを決定するように動作可能でもよい。

いくつかの実施形態において、コントローラは、パワートレインがエンジン充電モードである場合、エネルギー保存手段の充電をより高い充電状態に促進し、エンジンがオフに切り替わった場合、より長い期間、ＥＶモードでのパワートレインの動作を好むように構成できることは理解すべきである。

コントローラは、パワートレインモードのうちどれが、各パワートレインモードについてのコスト関数の値に従って所定の時点で適切であるかを判断するように動作可能でもよく、コスト関数の値は、個々のパワートレイン動作モードのち瞬間充電状態および充電状態の基準値を示す信号を少なくとも部分的に参照して決定される。

各パワートレインモードのコスト関数の値は、所定のパワートレインモードでの自動車の燃料消費のレート、所定のパワートレインモードでの自動車によるガス排出のレート、および所定のパワートレインモードでの自動車によって発生するノイズの量の中から選択される少なくとも１つに少なくとも部分的にさらに依存して決定できる。

コントローラは、フィードバック・シュタッケルベルグ平衡制御最適化方法に従って、要求されるパワートレインモードを決定するように構成できる。

こうした方法は、知られており、例えば、英国特許出願ＧＢ１１１５２４８．５を参照して理解できる。

いくつかの実施形態において、コスト関数は、自動車の燃料消費のレート、自動車によるガス排出のレート、および基準値からのエネルギー保存手段の充電状態の偏差に少なくとも部分的に応答する。

必要に応じて、コントローラは、アクセル制御の位置を示す信号にさらに依存して、電気推進モータによって配給される追加トルクの量を決定するように動作可能でもよく、コントローラは、追加の駆動トルクが、アクセル制御位置を示す信号に依存して配給されるのを防止するように動作可能である。

アクセル制御は、アクセルペダル制御でもよい。アクセルペダル位置を示す信号は、制御がフルスケール駆動に対して駆動される量に対応してもよい。

コントローラは、アクセルペダル位置が予め定めた位置を超えるまで、追加の駆動トルクが配給されるのを防止するように動作可能でもよい。

追加の駆動トルクの提供は、トルクについて運転手要求が予め定めた量を超えるまで防止でき、アクセルペダル位置に依存して決定できる。これは、エネルギー保存手段に保存されたエネルギー量を節約するために、ユーザがより低いパワートレイン駆動トルクを受け入れようとする場合、追加の駆動トルクが制御手段によって命令される可能性を低減できる。

コントローラは、パワートレイントルク要求が最大定常状態エンジン出力トルクを超えた場合、パワートレイントルク要求を満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルブーストモードで動作させるように動作可能でもよい。

必要に応じて、コントローラは、パワートレイン要求トルク量が最大定常状態エンジントルクより小さく、エンジンによって開発された瞬間トルク量を超えた場合、パワートレイントルク要求をより迅速に満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルトルク充填モードで動作させるように動作可能でもよい。

電気推進手段によって印加される駆動トルク量は、電気推進手段のトルク容量の予め定めた割合に限定してもよい。トルク容量は、最大可能容量の意味で定義できる。代替として、トルク容量は、電気推進手段の現在の状態での最大容量の意味で定義できる（例えば、電気推進手段の瞬間温度、軽減する強制トルクの存在、および／または１つ以上の他のパラメータを考慮する）。

保護が求められる本発明の更なる態様において、エンジン、エネルギー保存手段によって通電される電気推進手段、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存手段を再充電するように動作可能な発電機手段を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車を制御する方法が提供され、

該方法は、コントローラによって実装され、
複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進手段に、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させ、
該方法は、エンジンが１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するようにし、電気推進手段が、エンジンに加えて、駆動トルクを１つ以上の車輪に印加するようにしたパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させることを含み、
該方法は、電気推進手段によって配給されるトルク量を、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して決定することを含む。

保護が求められる本発明の更なる態様において、先行する態様に係る方法を実行するために、自動車を制御するためのコンピュータプログラムコードを運ぶコンピュータ可読媒体が提供される。

本発明のいくつかの実施形態において、コントローラは、エンジンに加えて、電気推進手段によって１つ以上の車輪に印加される過渡的および定常的な状態トルク支援の利用可能性を構成するように独立して動作可能であることは理解すべきである。トルク支援は、「トルク充填」の形式で提供でき、必要なトルク量の要求と、エンジンによる必要なトルクの配給との間の遅延のとき、電気推進手段が「充填」トルクを提供する。遅延は、典型的には、エンジンの回転速度が増加すると、エンジンの部品の慣性に少なくとも部分的に起因する。トルクは、追加または代わりに、「トルク支援」の形式で提供され、電気推進手段は、エンジンが要求されたパワートレイントルクだけを配給できる定常状態ドライブ条件の際、エンジンに加えて、駆動トルクを提供し、エンジンでのトルク要求を低減する。トルクは、追加または代わりに、「トルクブースト」の形式で提供され、電気推進手段は、最大利用可能エンジントルクを配給するエンジンに加えて、駆動トルクを配給する。従って、発生したパワートレイントルクの合計量は、いくつかの実施形態において、最大利用可能パワートレイントルクに達してもよい。自動車動作モードの各利用可能な組合せでのトルク充填、トルク支援およびトルクブーストの利用可能性は、所定モードでの予想される自動車性能と、減少した燃料消費の要望との間のトレードオフに従って、コントローラによって制御される。

自動車動作モードは、例えば、草、砂利、または雪のモードの地帯応答モード、比較的低い表面摩擦係数の表面での走行に最適化された冬モード、泥および轍（わだち）モード、砂モード、岩登りモード、比較的高い表面摩擦係数を持つ比較的滑らかな表面での動作について構成された一般モード、直線ライン走行およびコーナリングの際、加速および減速の比較的高いレートで、比較的高い表面摩擦係数を持つ比較的滑らかな表面での動作について構成された動的モードを含んでもよい。動作モードは、トランスミッション動作モード、例えば、低レンジモード、高レンジモード、リバースモード、ドライブモード、スポーツモードおよびコマンドシフトモードなど含んでもよい。追加または代替として、動作モードは、ハイブリッドドライブモード、例えば、標準、一般またはデフォルトハイブリッドドライブモード、選択可能なＥＶハイブリッドドライブモード、ＥＶドライブモード、「ハイブリッド抑制」ドライブモードとも称される「自動停止−スタートオフ」ドライブモードなど含んでもよい。後者のモードは、デフォルトハイブリッドドライブモードに対応してもよいが、エンジンはほぼ永久的にオンにラッチされる。

一般に、本発明の実施形態において、
・いくつかの実施形態において、トルクブーストは、スポーツ好き動作モード、例えば、スポーツモードまたは動的モード、あるいはブーストが、例えば、必要ならば、砂動作モードでの進行を促進する地帯ではなければ、アクセル要求の比較的高い閾値に達するまでは提供されない。
・トルク充填は、通常ドライブにおいて利用可能な電気機械トルクの百分率に制限してもよい。トルク充填は、リバース／ドライブおよびスポーツトランスミッションモードの両方について独立して構成でき、予想されるドライブスタイルおよびドライブサイクルについて最適化したバランスを提供できる。
・トルク充填の有益な効果は、回生ブレーキから捕獲されるエネルギーを用いて、加速時のエンジン負荷を低減する（こうして排出および燃費を改善する）。
・トルク充填の有害な効果は、このエネルギーが後で燃焼エンジンを発電機として使用して、回復させる必要がある場合は、利用可能な電気エネルギーを低減する。
・運転手要求トルクへの反応性。

瞬間利用可能な能力に達するトルク充填は、下記についてトルク充填が所望の実現手段になるモードにおいて完全に利用可能でもよい。
・オフロードまたは低摩擦面での制御された進行のための細かいトルク制御（例えば、一般地帯応答モード以外の全ての地帯応答プログラム、または「特別プログラムオフ」モード）。
・スポーツ好きドライブ（例えば、動的プログラムおよびコマンドシフト）。

トルク支援およびトルク充填は、ＥＶパワートレインモードでの動作についてユーザ嗜好を満たすために、次のＥＶドライブのための電気エネルギーを保存する選択可能なＥＶモードで減少してもよい。

本願の範囲において、上記の段落、請求項及び／又は下記の説明および図面に記載した種々の態様、実施形態、実施例、特徴および代替品は、独立してまたはいずれかの組合せで採用できることが想定される。１つの実施形態を参照して説明した特徴は、その特徴が矛盾するものでない限り、すべての実施形態に適用可能である。

誤解を避けるために、本発明の一態様に関して説明した特徴は、単独または１つ以上の他の特徴との適切な組合せにより、本発明のいずれか他の態様に含まれることは理解すべきである。

ここで添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係るハイブリッド電気自動車の概略図である。 一般ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）ドライブモードでの図１の自動車の動作を示す。 選択可能な電気自動車（ＳＥＶ）ドライブモードでの図１の自動車の動作を示す。 ＳＥＶモードでの動作をＨＥＶモードでの動作と比較した場合、自動車の挙動での変化を示す表である。 ハイブリッド動作モード、ドライブ動作モードおよびトランスミッション動作モードの関数として、トルク充填およびトルクブースト機能の利用可能性を示す表である。

本発明の一実施形態において、図１に示すように、ハイブリッド電気自動車１００が提供される。自動車１００は、ベルト一体型のスタータ発電機（ＢＩＳＧ）１２３Ｂと接続されたエンジン１２１を有する。ＢＩＳＧ １２３Ｂは、ベルト一体型（ベルト搭載型）のモータ発電機とも称され、始動が要求された場合、エンジン１２１のクランクを回すように動作可能である。追加または代わりに、専用のスタータモータを設けてもよい。いくつかの実施形態において、ＢＩＳＧを設けてもよいが、エンジン１２１を始動するために、別個のスタータモータが採用される。そしてエンジン１２１は、クラッチ１２２を用いてクランクシャフト一体型のスタータ／発電機（ＣＩＭＧ）１２３Ｃと接続される。クラッチ１２２は、Ｋ０クラッチ１２２とも称される。

ＣＩＭＧ １２３Ｃは、トランスミッション１２４のハウジングの中に一体化され、そしてトランスミッション１２４は、自動車１００のドライブライン１３０と接続され、自動車１００の一対の前輪１１１，１１２および一対の後輪１１４，１１５を駆動する。ドライブライン１３０は、トランスミッション１２４、ＣＩＭＧ １２３Ｃ、クラッチ１２２、エンジン１２１およびＢＩＳＧ １２３Ｂとの組合せで、自動車１００のパワートレイン１３１の一部を形成すると考えてもよい。ドライブライン１３０によって駆動されるように構成された車輪１１１，１１２，１１４，１１５も、パワートレイン１３１の一部を形成すると考えてもよい。

他の構成も有用であることは理解すべきである。例えば、ドライブライン１３０は、一対の前輪１１１，１１２だけ、または一対の後輪１１４，１１５だけを駆動するように構成してもよく、あるいは、前輪または後輪だけが駆動される２輪駆動モードと、前輪および後輪が駆動される４輪駆動モードとの間で切り替え可能でもよい。

ＢＩＳＧ １２３ＢおよびＣＩＭＧ １２３Ｃは、バッテリおよびインバータを有する電荷保存モジュール１５０と電気的に接続されるように構成される。モジュール１５０は、一方または両方が推進モータとして動作する場合、ＢＩＳＧ １２３Ｂ及び／又はＣＩＭＧ １２３Ｃに電力を供給するように動作可能である。同様に、モジュール１５０は、一方または両方が発電機として動作する場合、ＢＩＳＧ １２３Ｂ及び／又はＣＩＭＧ １２３Ｃによって発生した電力を受けて保存できる。いくつかの実施形態において、ＢＩＳＧ １２３ＢおよびＣＩＭＧ １２３Ｃは、互いに異なる電位を発生するように構成してもよい。従って、いくつかの実施形態において、各々が、ＣＩＭＧ １２３ＣまたはＢＩＳＧ １２３Ｂの対応する電位で動作するように構成された個々のインバータに接続される。各インバータは、それに関連した個々のバッテリを有してもよい。いくつかの代替の実施形態において、ＣＩＭＧ １２３ＣおよびＢＩＳＧ １２３Ｂは、個々の電位でＣＩＭＧ １２３ＣおよびＢＩＳＧ １２３Ｂからの電荷を受けて、電荷を単一のバッテリに保存するように構成された単一のインバータと接続してもよい。他の構成も有用である。

上述のように、ＢＩＳＧ １２３Ｂは、ベルト１２３ＢＢを用いて、エンジン１２１のクランクシャフト１２１Ｃと駆動可能に接続された電気機械１２３ＢＭを有する。エンジン１２１を始動することが要求された場合、または、より詳細に後述するように、ドライブライン１３０にトルク支援を提供することが要求された場合、ＢＩＳＧ １２３Ｂは、クランクシャフト１２１Ｃにトルクを提供するように動作可能である。

自動車１００は、パワートレインコントローラ１４１ＰＴに命令して、エンジン１２１をオンまたはオフに切り替えるように制御し、要求されたトルク量を発生するための自動車コントローラ１４０を有する。自動車コントローラ１４０はまた、パワートレインコントローラ１４１ＰＴに命令して、ＢＩＳＧ １２３Ｂを制御し、要求された正または負のトルク値（推進モータまたは発電機として動作する）をエンジン１２１に印加するように動作可能である。同様に、自動車コントローラ１４０は、ＣＩＭＧ １２３Ｃに命令して、要求された正または負のトルク値（再び推進モータまたは発電機として動作する）をトランスミッション１２４を介してドライブライン１３０に印加してもよい。

自動車は、アクセルペダル１７１およびブレーキペダル１７２を有する。アクセルペダル１７１は、ペダル１７１が押された量を示す出力信号を自動車コントローラ１４０に提供する。自動車コントローラ１４０は、アクセルペダル位置および、エンジン速度Ｗを含む１つ以上の他の自動車パラメータに基づいて、運転手が要求したトルク量を決定するように構成される。

図１の自動車１００は、自動車コントローラ１４０によって、クラッチ１２２が開いて、クランクシャフト１２１Ｃが静止した電気自動車（ＥＶ）モードで動作可能である。ＥＶモードにおいて、ＣＩＭＧ １２３Ｃは、正または負のトルクを、トランスミッション１２４を介してドライブライン１３０に印加するように動作可能である。負のトルクは、例えば、ブレーキコントローラ１４２Ｂの制御下で回生ブレーキが要求される場合に印加してもよい。

パワートレイン１３１は、エンジン１２１がオンに切り替わり、クラッチ１２２が閉じた場合、複数のパラレルモードのうちの１つで動作可能である。パラレルモードは、ＣＩＭＧ １２３Ｃが、エンジン１２１によって提供されるトルクに加えて、駆動トルクをドライブライン１３０に提供するモータとして動作する「パラレルブースト」モードを含む。本実施形態において、パワートレイン１３１は、運転手要求のトルク量がエンジン１２１から利用可能な最大トルクを超えた場合、パラレルブースト構成で動作する。ＣＩＭＧ １２３Ｃから利用可能な追加のトルク量は、より詳細に後述するような自動車構成に応じて決定してもよい。トルクブーストの特徴は、エンジン１２１単独から利用可能なものを超えて、利用可能な駆動トルクを増加させることは理解すべきである。

パラレルモードはまた、パラレルトルク充填モードと、パラレルトルク支援モードとを含む。パラレルトルク充填モードは、エンジン１２１単独で駆動トルクを配給するよりも迅速に、運転手のトルク要求を満たすために、ＣＩＭＧ １２３Ｃが、エンジン１２１に加えて、駆動トルクをドライブライン１３０に配給するモードである。トルク充填は、運転手のトルク要求がより迅速に満たされ、トルク要求の増加に対する自動車の反応性を改善できるという利点を提供する。

本実施形態において、トルク充填は、エンジン１２１によって配給されるトルク量に対する運転手のトルク要求の増加レートが予め定めた値を超える場合、実装される。いったん運転手のトルク要求が満たされると、ＣＩＭＧ １２３Ｃによって配給されるトルク量は減少し、エンジン１２１によって配給されるトルク量は増加して、ＣＩＭＧ １２３Ｃからの追加のトルクについての要求なしで、運転手の要求をほぼ全体的に満たす。

トルク支援パラレルモードにおいて、ＣＩＭＧ １２３Ｃは、エンジン１２１に加えて、定常状態駆動トルクを提供し、エンジン１２１への負荷を緩和する。これは、燃料消費を削減するのを支援できる。トルク支援は、「トルク充填」とは区別すべきと考えられ、後者は、駆動トルクの増加が要求された場合に過渡的な方法で採用される。

代替として、パワートレイン１３１は、ＣＩＭＧ １２３Ｃがエンジン１２１によって発電機として駆動され、電荷保存モジュール１５０を再充電するパラレル再充電モードで動作してもよい。

本実施形態において、自動車１００はまた、１つ以上の動作モードで動作可能である。動作モードは、後述するように、（しかしこれに限定されないが）ハイブリッド動作モード、ドライブ動作モードおよびトランスミッション動作モードを含む。

自動車１００は、複数の前記ハイブリッド動作モードの１つで動作可能である。ハイブリッド動作モードは、デフォルト・ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）動作モードと、ユーザ選択可能なＥＶハイブリッド動作モード（ここでは「選択可能なＥＶ動作モード」（ＳＥＶ動作モード）と称している）とを含む。ＳＥＶ動作モードは、運転中に運転手にとってアクセス可能なＳＥＶセレクタボタン１４５を用いてユーザによって選択される。押された場合、ＳＥＶボタン１４５は点灯して、ＳＥＶ動作モードが選択されたことを確認する。

本実施形態において、自動車１００はまた、コントローラ１４０がエンジン１２１をオン状態にラッチする、選択可能なハイブリッド抑制（ＳＨＩ）ハイブリッド動作モード、およびコマンドシフトまたは「先端シフト」（ＴＩＰ）ハイブリッド動作モードで動作可能である。

自動車が、ＨＥＶハイブリッド動作モード、ＳＥＶハイブリッド動作モード、ＳＨＩハイブリッド動作モードまたはＴＩＰ動作モードで動作しているかは、ゲーム理論を採用するエネルギー最適化戦略に応じて、パワートレイン１３１がどの利用可能なパワートレインモードで動作すべきかを判断するために構成される。

ＳＨＩハイブリッド動作モードにおいて、エンジン１２１はオン状態にラッチされているため、ＥＶモードは利用できないことは理解すべきである。コントローラ１４０は、この要因を、要求されたパワートレインモードを決定する際に考慮するように構成されるが、本実施形態において、コントローラ１４０は、いまだ同じエネルギー最適化戦略を採用する。他の構成も有用である。ＳＨＩハイブリッド動作モードは、それ以外はＨＥＶハイブリッド動作モードに対応すると考えられる。

ゲーム理論の非協力的手法は、下記の２人のプレーヤによってプレイされるマルチステージゲームによって応用される。ａ）第１プレーヤ、運転手。負荷箇所（例えば、車輪トルク、車輪速度および選択したギア）の離散したセットによって表され、パワートレイン能力をカバーする。ｂ）第２プレーヤ、パワートレイン。動作モードの離散したセットによって表される。

第１プレーヤは、関数的コストを最小化するのに関心があり、一方、第２プレーヤは、関数的コストを最大化するのに関心がある。関数的コストは、有限範囲に渡る増分コスト値の合計として形成される。

図１の実施形態に関して、ゲームの関数的コストは、制御動作ｕ、状態ベクトルｘ、および動作変数ｗと関連した下記の増分コスト関数Ｌをベースとしている。

ここで、ｕ∈Ｕは、制御動作であり（Ｕは、この場合、パラレルブーストモードおよびパラレル再充電モードを含むパワートレインモードのセット）、ｘ∈Ｘは、状態ベクトルであり（Ｘは、この場合、離散化した高電圧バッテリＳｏＣ（充電状態）値）、ｗ∈Ｗは、負荷箇所（この場合、車輪速度、車輪トルクおよび選択したギア）とも称される動作変数のベクトルである。上記式において、Ｆｕｅｌは、エンジン燃料消費を示し、ＮＯｘは、エンジンＮＯｘ排出質量フローレートを示し、ＳｏＣ_{ＳｅｔＰｏｉｎｔ}は、サイクルの終わりでの所望のＳｏＣ設定ポイントを示し、ΔＳｏＣ（ｕ，ｗ）は、所定の負荷箇所での定義された制御動作から生ずるＳｏＣの偏差を示す。

ここで、Ｇは、定義した駆動サイクルの質量中心での中心を持つ正のガウシアン関数を示し、特定の負荷箇所に対する最適化に注目するために導入される。

本実施形態において、ＳｏＣ設定ポイントの値（これは目標値または基準値とも称される）は、自動車１００がＳＥＶモード、ＨＥＶモード、またはＴＩＰモードで動作するかに依存して変化する。ＳｏＣ設定ポイントはまた、トランスミッション動作モードに依存して変化してもよい。ＳｏＣ設定ポイントの値は、電荷保存モジュール１５０の充電を促進するために、ドライブトランスミッション動作モードでのＨＥＶモードでの動作と比較して、ＳＥＶモード、ＴＩＰモードおよびトランスミッションスポーツ動作モード（ＨＥＶモードの場合）での動作ではより高い値に設定される。本実施形態において、自動車１００が、ＳＥＶモード、ＴＩＰモードで動作する場合、あるいはトランスミッション１２４がスポーツモードとＨＥＶモードで動作する場合、ＳｏＣ設定ポイントの値（即ち、ゲーム理論設定ポイント、目標値または基準値とも称される）は、６５％（他の値も有用である）に設定され、一方、自動車１００が、ＨＥＶモード（ドライブモードのトランスミッションを用いて）で動作する場合、ＳｏＣ設定ポイントの値は、５２％に設定される。他の値も有用である。同様に、種々のハイブリッドおよびトランスミッション動作モードで動作する際、ＳｏＣ設定ポイントの他の値も有用である。ＳｏＣ設定ポイントの値がＳＥＶモードでより高い値に設定されることは、コントローラ１４０が、電荷保存モジュール１５０を充電状態（ＳｏＣ）のより高い値に充電する傾向にする。ＳＨＩおよびＴＩＰハイブリッドモードでの動作では、ＳｏＣ設定ポイントは、ＨＥＶモードと同じ値、またはいずれか他の適切な値に設定してもよい。

図２と図３は、ＨＥＶおよびＳＥＶドライブモードがそれぞれ選択された場合、コントローラ１４０が自動車１００を動作させる手法の図式的説明図である。図は、電荷保存モジュール１５０の充電状態を水平軸に沿って示す。ここで図の内容について説明する。

自動車１００の動作をＥＶモードに促進するために、自動車がＳＥＶモードである場合、コントローラ１４０は、下記の手段を実装するように構成される。

（ａ）ＳＥＶモードの場合、電荷保存モジュール１５０の充電レートは、パワートレインがパラレル再充電モードである場合、ＨＥＶモードで採用したものに対して増加している。従って、自動車１００は、所定の駆動サイクルでＥＶモードでより長期間、消費でき、パワートレイン１３１がＥＶパワートレインモードにおいて消費する時間を増加させるユーザ要求を満たすことができる。

（ｂ）ＳＥＶモードの場合、エンジン１２１は、ＨＥＶモードでの動作と比較して、より高いエンジン・オン閾値自動車速度でオンに強制される。本実施形態において、ＨＥＶモードでの３０ｍｐｈと比較して、エンジン１２１は、自動車速度が３５ｍｐｈを超え、アクセルペダル１７１が押されている場合にオンに強制される。他の値も有用である。この特徴は、ユーザが３０ｍｐｈの速度を維持しようとする場合、例えば、道路上の走行が３０ｍｐｈの速度制限を有する場合、エンジン１２１がオンに切り替わる機会を削減する。こうしてエンジン・オン閾値速度は、支配している速度制限のものより超えた値に設定できる。もしアクセルペダル１７１が押されていない場合は、エンジン１２１は、自動車速度がエンジン・オン閾値を超えていても、オフのままでもよい。これは、エンジン・オン閾値が超えている場合、例えば、下り坂を惰行運転する場合、不必要にエンジン１２１をオンに切り替えるのを回避するためである。

（ｃ）エンジン１２１がオンに切り替わり、自動車１００がＳＥＶモードでコーナリングしている場合、コントローラ１４０は、エネルギー最適化戦略がそうすべきと判断した場合、エンジン１２１をオフに切り替える。これに対して自動車１００がＨＥＶモードで動作し、エンジン１２１がコーナリング中にオンに切り替わる場合、コーナーを通り抜けて、横方向加速度の値が予め定めた期間、例えば、５秒以上予め定めた値未満に降下するまで（自動車がコーナリングしていないことを示す）、エンジン１２１はオン状態にラッチされる。

（ｄ）自動車１００のトランスミッション１２４が駐車またはニュートラルモードになって、電荷保存モジュール１５０の最小許容充電状態に到達したか、到達する場合、エンジン１２１が充分なパワーを開発し（または充分に高い速度で動作し）、ＣＩＭＧ １２３Ｃが発電機として駆動できる場合であっても、電荷保存モジュール１５０は最大許容充電レートで充電される。

いくつかの実施形態において、エンジンがアイドル速度で動作している場合、充電は実施されないが、運転手によるアクセルペダル１７１の押し下げに応答して、エンジン速度が増加する場合は、コントローラ１４０は、ＣＩＭＧ １２３Ｃを用いて、達成できる高いレートで電荷保存モジュール１５０を充電する機会を得る。いくつかの実施形態において、コントローラ１４０は、電荷保存モジュール１５０の充電を可能にするために、エンジン１２１の速度を増加させてもよい。

（ｅ）電荷保存モジュール１５０のＳｏＣが予め定めた値未満に降下すれば（これは、最小ＳｏＣまたはソフト最小限界とも称される）、自動車がＳＥＶハイブリッドモードで動作する場合、エンジン１２１はオンにラッチされ、ＣＩＭＧ １２３Ｃは、発電機として動作し、最も速い許容レートで電荷保存モジュール１５０を再充電する。これに対して、ＨＥＶハイブリッドモードにおいて、コントローラ１４０は、ＣＩＭＧ １２３Ｃに、エネルギー最適化戦略に依存して決定されるレートで再充電させる。コントローラ１４０は、ＳｏＣが予め定めた値未満に降下した場合、ゲーム理論のアプリケーションを一時中断して、好ましいパワートレイン動作モードを判断する。本実施形態において、予め定めた値は、約３９％であるが、他の値も有用である。

公知のハイブリッド電気自動車は、過度に高いおよび低い充電状態に起因したバッテリ寿命の劣化を防止するために、電荷を保存するためのバッテリは、そのＳｏＣを、絶対最大値と最小充電状態の範囲内にある予め定めた値（ハード限界とも称される）の間で変更するのが許されるだけである。本実施形態において、最小許容バッテリＳｏＣは３５％であり、一方、最大許容は７０％である。他の値も有用である。

本実施形態において、電荷保存モジュール１５０のＳｏＣが予め定めたエンジン開始ＳｏＣ値未満の値に到達した場合、コントローラ１４０は、電荷保存モジュール１５０のＳｏＣが予め定めた最小エンジン停止ＳｏＣ値を超えるまで、パワートレインをパラレル再充電モードにする。いったんＳｏＣが最小エンジン停止ＳｏＣ値を超えると、コントローラ１４０がこれはエネルギー最適化戦略に係る動作モードであると判断した場合、パワートレイン１３１は、ＥＶモードでの動作を再開できる。パワートレイン１３１がＥＶモードでの動作を再開し、エンジン開始ＳｏＣ値未満に降下したＳｏＣに起因して、エンジン開始に続いて、いったんＳｏＣが予め定めた最小エンジン停止ＳｏＣ値を超えると、最小エンジン停止ＳｏＣ値は、予め定めた増分量だけ増加する。本実施形態において、予め定めた増分量は、ＳＥＶモードで動作する場合、ＨＥＶモードと比較してより高いが、いくつかの実施形態において増分量はほぼ等しくてもよい。この特徴は、エンジン１２１が次に開始する場合、エンジン１２１をオフに切り替える前に、エネルギー保存モジュール１５０をより高いＳｏＣに充電する必要があり、ＥＶモードでの動作について利用可能な電荷を増加させるという効果を有する。

本実施形態において、ＨＥＶモードで動作する場合、予め定めた増分量は、ＳｏＣが最小エンジン停止ＳｏＣ値に到達するとすぐに、エンジンが停止するごとに２％である。ＳＥＶモードで動作する場合、予め定めた増分量は３％である。他の値も有用である。

好都合には、最小エンジン停止ＳｏＣ値は、ＳＥＶモードで動作する場合、ＨＥＶモードと比較してより高い。これは、多くの状況において、ＥＶモードでのより長い中断なし期間の動作を可能にする。本実施形態において、最小エンジン停止ＳｏＣ値は、ＨＥＶモードで動作する場合、約４３％であり、ＳＥＶモードで動作する場合、約４４．５％である。他の値も有用である。

この特徴は、パワートレイン１３１がＥＶモードで動作する期間を増加できるという利点を有する。

パワートレイン１３１がパラレルモードで動作する場合、運転手トルク要求量が、その最大トルク出力においてエンジン１２１単独によって提供できるものを超えたときは、コントローラ１４０は、パラレルトルクブーストモードにするように動作可能である。上述したように、運転手トルク要求は、アクセルペダル位置に関連している。ＳＥＶモードにおいて、コントローラ１４０は、アクセルペダルが予め定めた量（いくつかの実施形態において、全行程のある割合の意味で特定できる）より多く押された状況に対するトルクブーストの提供を制限する。本実施形態において、自動車がＳＥＶモードで動作する場合、アクセルペダル１７１が９５％より多く押された場合、本実施形態において「キックダウン」戻り止めを超えたペダル１７１の運動に対応しており、パラレルトルクブーストモードだけが許容される。他の構成も有用である。しかしながら、この特徴は、ＨＥＶハイブリッド動作モードでの動作に対して、電荷保存モジュール１５０からの電荷の排出を好都合に低減する。

いくつかの実施形態において、コントローラ１４０は、ＳＥＶモードにおいてトルクブーストの提供を完全に一時中断してもよい。

さらに、トルク充填の提供はまた、ＳＥＶモードの場合、ＨＥＶモードと比較して制限される。いくつかの実施形態において、トルク充填は、ＳＥＶモードにおいて許容されない。いくつかの実施形態において、ＥＶモードでのトルク充填は、自動車速度およびギア位置に基づいた戦略に従って制限される。ある実施形態において、自動車がＥＶモード、例えば、ＳＥＶモードである場合、低いギア、例えば、第１及び／又は第２ギアが選択され、そして速度が低く、例えば、１０ｍｐｈ未満または５ｍｐｈ未満でない限り、トルク充填は、一般に許容されない（許容されないか、あるいは、速度及び／又はギア選択に応じてトルク充填のある割合だけが利用可能である）。こうした速度及び／又はこうしたギアにおいて、トルク充填は、完全に許容され、完全に利用可能である。これは、特定の状況での性能、例えば、低い速度からまたはスタンディングのスタート「時には「引き離し(pullaway)」性能として知られている」を譲歩しないことを確保する。他の速度およびギア比が有用であり、問題となる自動車の種々の特性、例えば、利用可能なギア比の数、エンジン及び／又は電気機械の利用可能なトルクおよびパワーなど、そして選択した特定のＥＶモードなどに従って変化してもよい。

いくつかの実施形態において、エンジンオーバーラン充電（即ち、エンジン１２１がオンに切り替わったとき自動車を遅くするために、ＣＩＭＧ １２３Ｃを駆動するためのエンジンの使用）は、ＨＥＶモードにおいて許容されず、ＳＥＶモードにおいて許容される。他の構成も有用である。

１つ以上の自動車サブシステムを制御するための自動車の制御システムを提供ことは公知である。米国特許第７３４９７７６号は、エンジン管理システム、トランスミッションコントローラ、操舵コントローラ、ブレーキコントローラ、およびサスペンションコントローラを含む複数のサブシステムコントローラを備えた自動車制御システムを開示する。サブシステムコントローラは、複数のサブシステム機能または制御モードでそれぞれ動作可能である。サブシステムコントローラは、サブシステムコントローラを制御して、要求される機能モードにし、自動車のために多数のドライブモードを提供する自動車モードコントローラと接続される。ドライブモードの各々は、特定のドライブ条件またはドライブ条件の設定に対応しており、各モードにおいて、サブシステムの各々はこれらの条件に最も適した機能モードに設定される。こうした条件は、自動車が走行できる地帯のタイプ、例えば、草／砂利／雪、泥および轍（わだち）、岩登り、砂および高速道路モードにリンクでき、「特別プログラムオフ」（ＳＰＯ）として知られる。自動車モードコントローラは、地帯応答（Terrain Response: ＴＲ）システムまたはコントローラと称されることがある。ドライブモードはまた、地帯モード、地帯応答モードまたは制御モードとも称されることがある。モードは、ユーザの運転スタイルに従って構成されるモードを含んでもよい。例えば、サブシステムが性能指向のドライブのために構成される「動的」モードを提供することが知られている。動的モードにおいて、サスペンションは、より堅い構成にでき、アクセルペダル信号／トルク要求マップが、所定のアクセルペダル押し下げ量についてアクセルペダルによってより大きなトルク量が要求されるように調整できる。

図１の自動車１００において、コントローラ１４０は、上述した種類の地帯応答（ＴＲ）システムを実装するように動作可能であり、コントローラ１４０は、選択したドライブ動作モードに応じて、１つ以上の自動車システムまたはサブシステム、例えば、パワートレインコントローラ１４１ＰＴの設定を制御する。ドライブ動作モードは、ドライブ動作モードセレクタ１４１Ｓ（図１）を用いてユーザによって選択できる。ドライブ動作モードはまた、地帯モード、地帯応答モードまたは制御モードとも称されることがある。図１の実施形態において、６つの制御モードが提供され、即ち、（ａ）比較的高い表面摩擦係数が走行面と自動車の車輪との間に存在する、比較的硬い滑らかな走行面で走行するのに適した「高速道路」ドライブ動作モード、（ｂ）砂地帯の上を走行するのに適した「砂」ドライブ動作モード、（ｃ）草、砂利または雪の上を走行するのに適した「草、砂利または雪」（ＧＧＳ）ドライブ動作モード、（ｄ）岩表面の上をゆっくり走行するのに適した「岩登り」（ＲＣ）ドライブ動作モード、（ｅ）泥、轍のある地帯を走行するのに適した「泥および轍（わだち）」（ＭＲ）ドライブ動作モード、（ｆ）自動車が性能指向のドライブのために構成される「動的」ドライブ動作モードがある。他のドライブ動作モードが追加または代替として提供できる。より少ない数のドライブ動作モードがいくつかの実施形態において提供できる。

本実施形態において、コントローラ１４０は、自動ドライブ動作モード選択構成で動作可能であり、コントローラ１４０は、複数のセンサによって決定される自動車パラメータの値に応じて最も適切なドライブ動作モードを自動的に決定する。コントローラ１４０は、選択したドライブ動作モードに応じて、自動車サブシステムを、要求された対応の制御モードにする。

コントローラ１４０は、選択したドライブ動作モードおよび選択したハイブリッド動作モードに応じて、トルク充填およびトルクブースト機能がパワートレイン１３１にとってどの程度まで利用可能であるかを判断するように構成される。本実施形態において、コントローラ１４０は、自動車１００を下記の動作モードで動作させるように構成される。

（ａ）一般ハイブリッド電気自動車またはＨＥＶハイブリッド動作モード（上述した）。
（ｂ）選択可能なＥＶまたはＳＥＶハイブリッド動作モード（上述した）。
（ｃ）選択可能なハイブリッド抑制（ＳＨＩ）ハイブリッド動作モードであって、エンジンがオン状態にラッチされ、エンジン停止／開始機能が無効になり、ＣＩＭＧ １２３Ｃは、必要に応じてモータまたは発電機として動作する。
（ｄ）コマンドシフト（ＴＩＰ）ハイブリッド動作モードであって、ユーザがトランスミッション・シフトレバー１４１Ｌを用いて必要なトランスミッション・ギア比を選択でき、性能指向ドライブスタイルが要求された場合、トランスミッション１２４についてユーザ制御を増加できる。

本実施形態において、コントローラ１４０は、自動車１００を、一般ドライブ動作モード以外のいずれかのドライブ動作モードでのＳＥＶハイブリッド動作モードで動作させることが許可されない。従って、本実施形態において、自動車がＳＥＶハイブリッド動作モードで動作し、ユーザが、一般ドライブ動作モード以外のドライブ動作モードを選択した場合、コントローラ１４０は、自動車１００に、ＳＥＶハイブリッド動作モードでの動作を終了させ、ＨＥＶハイブリッド動作モードでの動作を開始させる。

この特徴は、図５に提示した表に示しており、トルク充填およびトルクブーストが、選択したドライブ動作モード、ハイブリッド動作モード、およびトランスミッション動作モード（トランスミッションが、ドライブモード、リバースモード、またはスポーツモードであるか）に応じて許容される程度のマトリクスを表す。

自動車１００が、一般ドライブ動作モードで動作し、ＨＥＶハイブリッド動作モードが選択された場合、トルク充填は、トランスミッション１２４がドライブ動作モードまたはリバース動作モードであるとき、ＣＩＭＧ １２３Ｃからの最大利用可能トルクまで許容される。従って、トルク充填機能は、「フル」トルク充填と考えることができる。しかしながら、トルクブースト機能は、アクセルペダル１７１の全スケール行程の９０％を超えるアクセルペダル位置に限定される。従って、トルクブースト機能は、「限定あり」または「制限あり」と考えることができる。

自動車１００が、一般ドライブ動作モードでＳＥＶハイブリッド動作モードで動作し、トランスミッション１２４がドライブ動作モードまたはリバース動作モードで動作する場合、トルク充填は、ＣＩＭＧ １２３Ｃから利用可能なトルクの予め定めた割合（即ち、利用可能なＣＩＭＧトルクの１００％より小さい値）に制限される。本実施形態において、その割合は７５％であるが、他の量も有用である。トルクブースト機能は、アクセルペダル１７１の全スケール行程の９５％を超えるアクセルペダル位置に限定される（ＨＥＶハイブリッド動作モードが選択された場合は、代わりに９０％）。

自動車が、一般ドライブ動作モードで、ＳＨＩハイブリッド動作モードかつ、ドライブまたはリバーストランスミッション動作モードで動作する場合、トルク充填機能は、ＣＩＭＧ １２３Ｃからの最大利用可能なトルクまで許容される。トルクブースト機能は、アクセルペダル１７１の全スケール行程の９０％を超えるアクセルペダル位置に限定される。即ち、トルクブースト機能は、アクセルペダルが全スケール押し下げの予め定めた割合を超えた場合、提供が許容されるだけである。

自動車１００が、一般ドライブ動作モードで、コマンドシフト（ＴＩＰ）ハイブリッド動作モードで動作し、ドライブまたはリバーストランスミッション動作モードが選択された場合、トルク充填は、ＣＩＭＧ １２３Ｃからの最大利用可能なトルクまで許容される。トルクブーストも、ＣＩＭＧ １２３Ｃからの最大利用可能なトルクまで許容され、それ未満ではトルクブーストが許容されないアクセルペダル位置の閾値はない。

自動車１００が、一般ドライブ動作モードでスポーツトランスミッション動作モードで動作する場合、フルトルク充填およびフルトルクブースト機能は、選択したドライブ動作モードに関係なく許容される。

同様に、自動車１００が、ＧＧＳ、ＭＲ、砂、ＲＣまたは動的ドライブ動作モードで、ドライブ、リバースまたはスポーツトランスミッション動作モードのいずれかで、コントローラ１４０は、フルトルク充填およびフルトルクブースト機能を許容するように構成される。これは、少なくとも部分的に、これらのドライブ動作モードが、オフロードまたはオフハイウェイのドライブ条件での実際または意図したドライブと一致するためである。こうした条件は、典型的には、地帯を航行するために、増加したパワートレイントルクを必要とする。従って、トルク充填およびトルクブースト機能は、無制限であり、最大パワートレイントルクが所定の時間において利用可能であり、電荷保存モジュール１５０から利用可能である充分な電荷を受けることを確保することによって、自動車の平静さを改善している。

本発明の実施形態は、自動車パワートレイン１３１が適応的な方法で制御でき、そのため、自動車コントローラ１４０による選択したハイブリッド動作モード（例えば、ＳＥＶモード、ＨＥＶモードまたはＳＨＩモード）を参照して、特定の自動車ドライブ動作モードおよび、必要ならば、トランスミッション動作モードについてのユーザ嗜好に関連して、特定のパワートレインモード（例えば、ＥＶモード）でのドライブについてユーザの嗜好が考慮できる。従って、コントローラ１４０は、パワートレイン１３１のトルク充填およびトルクブースト機能が利用可能である程度を調整し、自動車およびそのシステムが動作できる動作モードの所定の組合せについて自動車動作を最適化している。コントローラ１４０はまた、幾つかの実施形態において、トルク支援機能が利用可能である程度を調整してもよい。

コントローラ１４０は、コントローラ１４０の１つ以上のコンピュータ装置に、ここで説明した自動車制御の方法を実施させるためのコンピュータプログラムコードを保存するように構成されることは理解すべきである。本発明の実施形態に係るコントローラは、複数のコンピュータ装置によって提供できることは理解すべきである。コントローラによって実施されるとして説明した機能は、複数のコンピュータ装置、制御モジュールなどによって、自動車の異なる物理的場所において実施できる

本発明実施形態が、下記番号付き段落を参照して理解できる。
（１）エンジン、エネルギー保存装置によって通電される電気推進モータ、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存装置を再充電するように動作可能な発電機を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車のためのコントローラであって、
複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進モータに、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させるように動作可能であり、
コントローラは、自動車が１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するエンジンで動作する場合、コントローラは、エンジンに加えて、電気推進モータに駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるように動作可能であるパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させるように動作可能であり、
電気推進モータによって配給されるトルク量は、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、コントローラによって決定される、コントローラ。

（２）エンジンによって配給されるトルクの量と、要求されたパワートレイン駆動トルクの量との間の差が存在する場合だけ、１つ以上の自動車動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、電気推進モータによって配給されることが要求されたトルク量を決定するように動作可能である段落（１）記載のコントローラ。

（３）１つ以上の動作モードは、１つ以上のトランスミッション動作モードを含む段落（１）記載のコントローラ。

（４）１つ以上の動作モードは、１つ以上のドライブ動作モードを含み、各ドライブ動作モードにおいて、複数の選択された自動車サブシステムの各々は、複数のサブシステム動作モードの個々の１つで動作するようになる段落（１）記載のコントローラ。

（５）複数の選択された自動車サブシステムは、ドライブ動作モードに少なくとも部分的に依存して、アクセル制御とパワートレイントルクとの間の対応を選択するように構成されたパワートレインコントローラ、サスペンション制御システムおよびブレーキ制御システムの中から選択された少なくとも１つを含む段落（４）記載のコントローラ。

（６）パワートレインを、エンジンが発電機を駆動してエネルギー保存装置を再充電するエンジン充電パラレルモード、あるいは、エンジンがオフに切り替わり、電気推進モータが、駆動トルクを開発し、自動車を駆動するように動作可能である電気自動車（ＥＶ）モードで動作させるように動作可能である段落（１）記載のコントローラ。

（７）１つ以上の動作モードは、複数のハイブリッド動作モードを含み、コントローラは、エネルギー保存装置の充電状態を示す信号を受信し、複数のパワートレインモードのうちのどれが所定の時点で自動車にとって適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、選択したハイブリッド動作モード、エネルギー保存装置の瞬間充電状態を示す信号、および充電状態の基準値に少なくとも部分的に依存して、複数のパワートレインモードのうちのどれが適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、要求されたハイブリッド動作モードに少なくとも部分的に依存して、充電状態の基準値を、複数の異なる個々の値のうちの１つに設定するように動作可能である段落（６）記載のコントローラ。

（８）充電状態の基準値からの瞬間充電状態を示す信号の偏差に少なくとも部分的に依存して、適切なパワートレインモードを決定するように動作可能である段落（７）記載のコントローラ。

（９）コントローラは、パワートレインモードのうちどれが、各パワートレインモードについてのコスト関数の値に従って所定の時点で適切であるかを判断するように動作可能であり、コスト関数の値は、個々のパワートレイン動作モードのち瞬間充電状態および充電状態の基準値を示す信号を少なくとも部分的に参照して決定される段落（７）記載のコントローラ。

（１０）各パワートレインモードのコスト関数の値は、所定のパワートレインモードでの自動車の燃料消費のレート、所定のパワートレインモードでの自動車によるガス排出のレート、および所定のパワートレインモードでの自動車によって発生するノイズの量の中から選択される少なくとも１つに少なくとも部分的にさらに依存して決定される段落（９）記載のコントローラ。

（１１）フィードバック・シュタッケルベルグ平衡制御最適化方法に従って、要求されるパワートレインモードを決定するように構成される段落（９）記載のコントローラ。

（１２）コントローラは、アクセル制御の位置を示す信号にさらに依存して、電気推進モータによって配給される追加トルクの量を決定するように動作可能であり、コントローラは、追加の駆動トルクが、アクセル制御位置を示す信号に依存して配給されるのを防止するように動作可能である段落（１）記載のコントローラ。

（１３）アクセルペダル位置が予め定めた位置を超えるまで、追加の駆動トルクが配給されるのを防止するように動作可能である段落（１２）記載のコントローラ。

（１４）パワートレイントルク要求が最大定常状態エンジン出力トルクを超えた場合、パワートレイントルク要求を満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進モータに駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルブーストモードで動作させるように動作可能である段落（１）記載のコントローラ。

（１５）パワートレイン要求トルク量が最大定常状態エンジントルクより小さく、エンジンによって開発された瞬間トルク量を超えた場合、パワートレイントルク要求をより迅速に満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進モータに駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルトルク充填モードで動作させるように動作可能である段落（１）記載のコントローラ。

（１６）エンジン、エネルギー保存装置によって通電される電気推進モータ、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存装置を再充電するように動作可能な発電機を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車を制御する方法であって、
該方法は、コントローラによって実装され、
複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進モータに、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させ、
該方法は、エンジンが１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するようにし、電気推進モータが、エンジンに加えて、駆動トルクを１つ以上の車輪に印加するようにしたパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させることを含み、
該方法は、電気推進モータによって配給されるトルク量を、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して決定することを含む、方法。

（１７）段落（１６）の方法を実行するために自動車を制御するためのコンピュータプログラムコードを運ぶコンピュータ可読媒体。

本明細書の説明および請求項において、「備える(comprise)」および「含む(contain)」の用語、およびこれらの用語から派生した「備えた(comprising)」および「備え(comprises)」の用語は、「これらに限定することなく有する」という意味であり、その他の部分、付随物、成分、整数またはステップを排除することを意図していない。

本明細書の説明および請求項において、単数形は、文脈で別に要求していない限り、複数形のものを含む。特に、不定冠詞を用いた場合、文脈で別に要求していない限り、単数形のみならず、複数形を想定するものとして理解すべきである。

本発明の特定の態様、実施形態または実施例に関連して説明した特徴、整数、特性、成分、化学成分、または化学塩基は、互いに矛盾しない限り、ここで説明した任意の他の態様、実施形態または実施例に適用可能であると理解すべきである。

Claims (18)

1. エンジン、エネルギー保存手段によって通電される電気推進手段、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存手段を再充電するように動作可能な発電機手段を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車のためのコントローラであって、
   複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
   要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
   要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進手段に、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させるように動作可能であり、
   コントローラは、自動車が１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するエンジンで動作する場合、コントローラは、エンジンに加えて、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるように動作可能であるパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させるように動作可能であり、
   電気推進手段によって配給されるトルク量は、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、コントローラによって決定される、コントローラ。
2. エンジンによって配給されるトルクの量と、要求されたパワートレイン駆動トルクの量との間の差が存在する場合だけ、１つ以上の自動車動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して、電気推進モータによって配給されることが要求されたトルク量を決定するように動作可能である請求項１記載のコントローラ。
3. １つ以上の動作モードは、１つ以上のトランスミッション動作モードを含む請求項１または２記載のコントローラ。
4. １つ以上の動作モードは、１つ以上のドライブ動作モードを含み、各ドライブ動作モードにおいて、複数の選択された自動車サブシステムの各々は、複数のサブシステム動作モードの個々の１つで動作するようになる請求項１〜３のいずれかに記載のコントローラ。
5. 複数の選択された自動車サブシステムは、ドライブ動作モードに少なくとも部分的に依存して、アクセル制御とパワートレイントルクとの間の対応を選択するように構成されたパワートレインコントローラ、サスペンション制御システムおよびブレーキ制御システムの中から選択された少なくとも１つを含む請求項４記載のコントローラ。
6. パワートレインを、エンジンが発電機手段を駆動してエネルギー保存手段を再充電するエンジン充電パラレルモード、あるいは、エンジンがオフに切り替わり、電気推進手段が、駆動トルクを開発し、自動車を駆動するように動作可能である電気自動車（ＥＶ）モードで動作させるように動作可能である請求項１〜５のいずれかに記載のコントローラ。
7. １つ以上の動作モードは、複数のハイブリッド動作モードを含み、コントローラは、エネルギー保存手段の充電状態を示す信号を受信し、複数のパワートレインモードのうちのどれが所定の時点で自動車にとって適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、選択したハイブリッド動作モード、エネルギー保存手段の瞬間充電状態を示す信号、および充電状態の基準値に少なくとも部分的に依存して、複数のパワートレインモードのうちのどれが適切かを判断するように動作可能であり、コントローラは、要求されたハイブリッド動作モードに少なくとも部分的に依存して、充電状態の基準値を、複数の異なる個々の値のうちの１つに設定するように動作可能である請求項６記載のコントローラ。
8. 充電状態の基準値からの瞬間充電状態を示す信号の偏差に少なくとも部分的に依存して、適切なパワートレインモードを決定するように動作可能である請求項７記載のコントローラ。
9. コントローラは、パワートレインモードのうちどれが、各パワートレインモードについてのコスト関数の値に従って所定の時点で適切であるかを判断するように動作可能であり、コスト関数の値は、個々のパワートレイン動作モードのち瞬間充電状態および充電状態の基準値を示す信号を少なくとも部分的に参照して決定される請求項７または８記載のコントローラ。
10. 各パワートレインモードのコスト関数の値は、所定のパワートレインモードでの自動車の燃料消費のレート、所定のパワートレインモードでの自動車によるガス排出のレート、および所定のパワートレインモードでの自動車によって発生するノイズの量の中から選択される少なくとも１つに少なくとも部分的にさらに依存して決定される請求項９記載のコントローラ。
11. フィードバック・シュタッケルベルグ平衡制御最適化方法に従って、要求されるパワートレインモードを決定するように構成される請求項９または１０記載のコントローラ。
12. コントローラは、アクセル制御の位置を示す信号にさらに依存して、電気推進モータによって配給される追加トルクの量を決定するように動作可能であり、コントローラは、追加の駆動トルクが、アクセル制御位置を示す信号に依存して配給されるのを防止するように動作可能である請求項１〜１１のいずれかに記載のコントローラ。
13. アクセルペダル位置が予め定めた位置を超えるまで、追加の駆動トルクが配給されるのを防止するように動作可能である請求項１２記載のコントローラ。
14. パワートレイントルク要求が最大定常状態エンジン出力トルクを超えた場合、パワートレイントルク要求を満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルブーストモードで動作させるように動作可能である請求項１〜１３のいずれかに記載のコントローラ。
15. パワートレイン要求トルク量が最大定常状態エンジントルクより小さく、エンジンによって開発された瞬間トルク量を超えた場合、パワートレイントルク要求をより迅速に満たすために、エンジンに加えて、パワートレインが、電気推進手段に駆動トルクを１つ以上の車輪に印加させるパラレルトルク充填モードで動作させるように動作可能である請求項１〜１４のいずれかに記載のコントローラ。
16. エンジン、エネルギー保存手段によって通電される電気推進手段、およびエンジンによって駆動され、エネルギー保存手段を再充電するように動作可能な発電機手段を備えたパワートレインを有するパラレルハイブリッド電気自動車を制御する方法であって、
    該方法は、コントローラによって実装され、
    複数の動作モードから選択された、自動車が所定の時点で動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号を受信し、
    要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号を受信し、
    要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号に依存して、エンジンおよび電気推進手段に、自動車を駆動する駆動トルクを１つ以上の車輪に配給させ、
    該方法は、エンジンが１つ以上の車輪に駆動トルクを配給するようにし、電気推進手段が、エンジンに加えて、駆動トルクを１つ以上の車輪に印加するようにしたパラレルパワートレインモードで、パワートレインを動作させることを含み、
    該方法は、電気推進手段によって配給されるトルク量を、要求されたパワートレイン駆動トルクを示す信号および、自動車が動作する１つ以上の動作モードを示す１つ以上の信号に少なくとも部分的に依存して決定することを含む、方法。
17. 請求項１６の方法を実行するために自動車を制御するためのコンピュータプログラムコードを運ぶコンピュータ可読媒体。
18. 添付図面を参照して説明したようなコントローラ、自動車、方法またはコンピュータ可読媒体。

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