JP4582554B2 - 並列ハイブリッド推進動力装置の２つの原動機の結合または分離を制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、並列ハイブリッド推進動力装置の、例えば、制御式クラッチを介して結合することができ、自動車両の駆動を目的とする、電気式の第１の原動機と熱式の第２の原動機とを備える並列ハイブリッド推進動力装置の、第１および第２の原動機の結合および分離の制御に関する。

並列ハイブリッド推進動力装置を備えた自動車両は公知である。並列ハイブリッド推進動力装置は、利用可能なそれぞれのエネルギーの利用が常に最適化されるように、制御式クラッチを介して結合または分離することのできる、一般に電気式の第１の原動機と一般に熱式の第２の原動機とを備える推進動力装置である。

車両の動作条件に応じて、電気式原動機だけが利用され、あるいは熱式原動機と結合された電気式原動機が利用されるが、後者の場合、電気式原動機はエネルギー受容モードでも動作することができる。熱式原動機および電気式原動機の結合／分離は制御式クラッチを用いて行われる。このアセンブリの制御は、その各構成要素、すなわち熱式原動機、クラッチおよび電気式原動機のそれぞれに専用のオートマトンが、より一般的には情報処理システムが行い、それをさらに１つの全体コンピュータが監視し、これが、車両の動作条件に応じて推進動力装置の最適な動作モードを決定する。

監視コンピュータが、電気式原動機だけが使用される状態から、電気式原動機が熱式原動機に、またはその逆に結合される状態に移行するよう命令を出すと、各装置専用のオートマトンは、車両の動作にとって最も満足できる条件で熱式原動機および電気式原動機の結合または分離が行われるように働く。

とりわけ、結合および分離は、クラッチの接続の瞬間または切断の直前に電気式原動機と熱式原動機が同じ速度で回転しているという条件のもとで、また推進動力装置が変速機を駆動する際の主軸駆動トルクの連続性が確保されるように行われる。

これらの動作モードの切り換えは１時間の走行中に２００回以上も、しかも車両の速度または使われる変速比がどのようなものであっても行われる可能性があるので、熱式原動機および電気式原動機のこうした始動または結合の過渡段階の制御は、ハイブリッド推進動力装置においてはとりわけ重要である。

こうした結合または分離の過渡段階は、加速時の応答時間が最小となり、加速レベルが運転者の意図と一致し、前後方向の快適性が最大となり、音響的な快適性も、とりわけ原動機の過回転または始動騒音を防止することで最大になるように、車両の運転者にとって可能な限りトランスペアレントでなければならない。ところが、熱式原動機と電気式原動機の結合または分離を行うために利用されている戦術は、主軸の駆動トルクを一定に保つことにあるため、始動段階で快適性に大きな障害を生じさせ、とりわけ、特に変速機の下位段において大きなショックが感じられる可能性があることが確認されている。

本発明の目的は、動作モードのこうした切換え時にショックを、より一般的には不快を生じることのない並列ハイブリッド推進動力装置の熱式原動機および電気式原動機の結合または分離の制御条件を提案し、それによってかかる不都合を是正することにある。

そのために、本発明は、主軸を駆動する第１の原動機と、第２の原動機と、切断位置と接続位置の間で操作可能な第２の原動機および第１の原動機の結合／分離手段とを有する形式の並列ハイブリッド推進動力装置の第１の原動機および第２の原動機の結合または分離を制御する方法であって、結合時および分離時の主軸の回転速度が不変であるように推進動力装置を制御する方法において、第１および第２の原動機が分離されているときに主軸に与えられるトルクＣａｐ，ｄと、第１および第２の原動機が結合されているときに主軸に与えられるトルクＣａｐ，ｃとの間に不連続を発生させ、この不連続が、第１および第２の原動機が分離されているときに主軸によって駆動される慣性Ｊａｐ，ｄと、第１および第２の原動機が結合されているときに主軸によって駆動される慣性Ｊａｐ，ｃとの差を補償し、それによって結合時または分離時に原動機によって駆動される主軸の加速の連続性が確保されるように選択される、制御則をかかる不連続を発生する推進動力装置の制御のために利用することを特徴とする方法を対象とする。

推進動力装置の主軸が抵抗トルクＣａｐ，ｒｅｓを受ける場合、発生するトルクの不連続ΔＣ＝Ｃａｐ，ｃ−Ｃａｐ，ｄは次式のようになる。

両原動機が結合されているときの結合後または分離後の主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖ、および、両原動機が分離されているときの結合後または分離後の主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖを以下のように定義することができ、

結合／分離手段の操作後に主軸に与えられるトルクが、結合／分離装置の操作終了時の結合または分離の状態にそれぞれ対応する主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖまたはＣａｐ，ｄ，ｖと等しくなるように、推進動力装置を制御する。

第１の原動機と第２の原動機を結合させるために推進動力装置を制御するとき、各瞬間の主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）の突然の不連続を発生させることができ、この不連続は、両原動機が分離されているときの主軸のトルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖと両原動機が結合されているときの主軸のトルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖとの差に等しい。

各瞬間の主軸の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）の突然の不連続は、結合／分離装置が接続位置に達した瞬間に発生することが好ましい。

例えば、結合／分離装置は、結合／分離装置の接続期間の開始以降は、各瞬間に、第１の原動機によって供給されるトルク指令値Ｃｍｏｔ１（ｔ）と、結合／分離装置によって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）との合計が、主軸によって与えられるトルクの各瞬間の目標指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）と等しくなるように、すなわちＣａｐ，ｖ（ｔ）＝Ｃｍｏｔ１（ｔ）＋Ｃｅｍｂ（ｔ）となるように第１の原動機のトルクを制御し、また、結合／分離装置の接続期間中は、接続の瞬間に第２の原動機の回転数が主軸の回転速度とほぼ等しくなるように第２の原動機の回転数を制御し、さらに、結合／分離装置の接続の瞬間以降は、クラッチによって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）と、主軸の結合前および結合後の目標である両トルク指令値の間の差との合計に等しい指令値Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）、すなわち
Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）＝Ｃｅｍｂ（ｔ）＋Ｃａｐ，ｃ，ｖ−Ｃａｐ，ｄ，ｖ
によって第２の原動機のトルクを制御することによって、結合／分離装置を切断位置から接続位置に移行させるように制御することができる。

これは、同期の瞬間でもあるクラッチのつながる瞬間まで有効である。というのは、それ以降は、不意にスリップ状態に戻ることがないようにクラッチに完全接続指令が送られるからである。

結合の時間Ｔｅｍｐｏおよび第２の原動機に対する最適トルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｏｐを定義することができ、そこで、結合／分離装置によって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）が時間とともに直線的に変化し、その結果、結合／分離手段の操作開始からＴｅｍｐｏに等しい時間が経過した後に第２の原動機によって与えられるトルク指令値が第２の原動機の最適トルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｏｐに等しくなるように、結合／分離装置の接続を制御する。

第２の原動機の分離を制御するときは、結合／分離手段切断の動作に入る前に、切断開始の瞬間の直前に第２の原動機によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｄが、分離されていない場合の主軸の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖと、分離後の主軸によって与えられるトルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖとの差に等しくなるように第２の原動機を制御し、さらに、結合／分離手段の切断開始時に第１の原動機によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔｌ，ｖ（ｔ１）が、分離後の主軸の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖに等しくなるように、また、分離の間中、各瞬間に第１の原動機によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ１，ｖ（ｔ）と、各瞬間に第２の原動機によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）との合計が、両原動機が結合されているときに主軸に与えられるトルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖに等しくなるように、第１の原動機のトルクを制御することができる。次いで、切断開始の瞬間と切断終了の瞬間の間に、結合／分離手段の完全な切断に相当する切断終了の瞬間以降は主軸に伝達されるトルクが分離後の目標トルクＣａｐ，ｄ，ｖと等しくなるように、結合／分離手段を突然切断する。

第１の原動機は例えば電気式の原動機であり、第２の原動機は例えば熱式の原動機であり、結合／分離手段は例えば制御式クラッチであり、推進動力装置は例えば自動車の推進動力装置である。

本発明はまた、第１の原動機と、第２の原動機と、第１の原動機と第２の原動機の結合／分離手段と、２つの原動機の結合または分離を制御するために本発明による方法を実施する制御手段とを備える、自動車推進用の並列ハイブリッド推進動力装置に関する。

制御手段は少なくとも１つのコンピュータを備えていることが好ましく、制御方法は適合されたソフトウェアを用いて実施される。

次に、添付の図に関して本発明をさらに詳しく説明するが、それによって本発明が限定されるものではない。

図１に示したハイブリッド牽引装置について考える。このハイブリッド牽引装置は、電気式原動機、より一般的には原動機としても発電機としても機能することができる電気機械である第１の原動機１１と、熱式原動機である第２の原動機１２とによって構成され、全体が１で表される推進動力装置を備えており、電気式および熱式のこれら２つの原動機は、一般に制御式クラッチである結合／分離手段１３を介して結合することができるようになっている。

この推進動力装置は、第１の原動機１１を制御するための近接コンピュータ２１と、第２の原動機１２を制御するための第２の近接コンピュータ２２と、結合／分離手段１３を制御するための第３の近接コンピュータ２３と、近接コンピュータ２１、２２および２３に命令を出す役割の監視コンピュータ２４とによって構成され、全体が２で表される制御手段によって制御される。

コンピュータ２４は、当業者には自明な方法により、車両に取り付けられた様々なセンサから情報および命令を受け取る。

推進動力装置１は、変速機１５の入力軸である主軸１４を駆動し、変速機１５は出力軸１６を駆動し、出力軸１６は車両の少なくとも１つの車輪１７を駆動する。

走行時、車輪１７は、抵抗トルクを受ける一方で、出力軸１６の駆動トルクである原動機トルクを受けており、この機械アセンブリの加速度は、原動機トルクと抵抗トルクの差を機械システムから見た慣性モーメント、すなわち、軸１６に加わる被駆動体の慣性モーメントの合計で割った比に等しい。

車輪の駆動軸１６から見た抵抗トルクをＣ_ｒ，ｒｅｓ、車輪の駆動軸１６から見た車両の慣性モジュールをＪ_ｖ、車輪の駆動軸１６から見た原動機トルクをＣ_ｍ，ｒ、車輪の駆動軸１６から見た原動機装置全体の慣性モジュールをＪ_ｍ，ｒ、さらに、車輪の角速度をω_ｒで表すと、（Ｊ_ｖ＋Ｊ_ｍ，ｒ）×ｄω_ｒ／ｄｔ＝Ｃ_ｍ，ｒ−Ｃ_ｒ，ｒｅｓが得られる。

この基本的力学方程式は、変速機の入力主軸１４に関して記述することができる。この主軸は、ηを変速機の変速比として、ω_ａｐ＝ω／ηの角速度で回転する。

主軸は、抵抗トルクＣａｐ，ｒｅｓ＝η×Ｃｒ，ｒｅｓおよび車両の駆動慣性Ｊａｐ，ｖ＝η^２×Ｊｖを受ける。さらに、主軸は、原動機装置に対応する慣性Ｊａｐ，ｍも受ける。

主軸１４は、第１の原動機によって主軸１４に伝達されるトルクと、場合により結合／分離手段を介して第２の原動機によって主軸１４に伝達されるトルクとの合計に相当する駆動トルクＣａｐを受ける。

これらの表記を使うと次式が得られる。
（Ｊａｐ，ｍ＋Ｊａｐ，ｖ）ｄωａｐ／ｄｔ＝Ｃａｐ，ｍ−Ｃａｐ，ｒｅｓ。

発明者らは、主軸によって実際に駆動される慣性は、第１の原動機と第２の原動機が結合されているか、それとも分離されているかによって変わることを確認した。

第１の原動機だけが接続されている場合、主軸は第１の原動機の慣性のみを駆動する。

それに対して、２つの原動機が接続され、同じ速度で回転する場合には、主軸１４は第１の原動機と第２の原動機の慣性の合計に相当する慣性を有する質量を駆動する。

発明者らは、結合または分離を一定のトルクで行う場合、結合／分離手段の突然の接続または切断の瞬間に感じる前後方向のショックは、原動機が結合されている状況と分離されている状況のそれぞれで駆動される慣性の差に由来していることを新たに確認した。

発明者らはまた、結合／分離手段の突然の接続または切断の瞬間における主軸の駆動トルクの不連続によって、感じるショックをなくすことができることを新たに確認した。

実際のところ、上述の表記を再び用いると、主軸１４の加速度ｄωａｐ／ｄｔは、その主軸の駆動トルクとその主軸が受ける抵抗トルクの差をその主軸が駆動しなければならない慣性で割ったものに等しい。主軸の加速度が結合の前と後とで同じであるためには、次の関係が必要となる。すなわち、
（Ｃａｐ，ｃ−Ｃａｐ，ｒｅｓ）／Ｊａｐ，ｃ＝（Ｃａｐ，ｄ−Ｃａｐ，ｒｅｓ）／Ｊａｐ，ｄ。

慣性モーメントＪａｐ，ｃとＪａｐ，ｄは異なるので、２つの原動機を結合する瞬間、または両者を分離する瞬間に、それによって主軸１４の駆動トルクの不連続が生まれることになる。

原動機の結合または分離を行う瞬間にこの主軸１４の駆動トルクの不連続が得られるようにするために、制御システム２は、車両の加速に不連続を生じないようにする上で最適な瞬間にこの不連続が発生するように正確に適合された制御則を実施することを要求される。

そのために自動車両の基本装備に対応したそれ自体公知の手段によって推定される、主軸にかかる抵抗トルクＣａｐ，ｒｅｓに応じて、一方では第１および第２の原動機が結合されているとき、他方ではその２つの原動機が分離されているときの主軸に対する２つの目標トルク指令値を定義する。これらの指令値をそれぞれＣ_ａｐ，ｃ，ｖおよびＣ_ａｐ，ｄ，ｖと呼ぶ。

その上で、適切なタイミングで次のような不連続を発生させることにより、主軸にかかるトルクを結合または分離の開始前の値から結合後または分離後の目標値に変化させる。
ΔＣ＝Ｃａｐ，ｃ，ｖ−Ｃａｐ，ｄ，ｖ。

主軸に伝達されるトルクを結合または分離の開始前の値から結合後または分離後の目標値に変化させるために、２つの原動機および結合／分離手段を、原動機の結合の場合と分離の場合に分けてこれから説明する制御則に従わせることによって制御する。実際、適用すべき制御則はこの２つの場合で同じではない。

いずれの場合も第１の原動機はトルクが制御される。すなわち、各瞬間ごとに、第１の原動機に従わせるべきトルク指令値が、その制御を行う近接コンピュータ向けに定義される。

第２の原動機は、分離されている場合は速度だけが制御され、結合されている場合はトルクが制御される。

結合／分離手段はトルクを制御され、切断状態から接続状態に移行する。切断状態から接続状態への移行の最初は同期と呼ばれる。結合／分離手段が切断されているとき、結合／分離手段が伝達することができるトルクはゼロである。結合／分離手段が接続されているとき、結合／分離手段が伝達することができるトルクは最大値となる。結合／分離手段の接続の度合は、各瞬間に結合／分離手段が伝達できる最大トルクが対応するトルク指令値に等しくなるように、この２つの状態の間でトルク指令値に応じて調整される。

それぞれの機器に対する指令値は時間の経過とともに変化し得るものでよく、例えば、最初の瞬間の第１の値から最後の瞬間の第２の値まで直線的に移行させるように定義された勾配に従うようにすることができる。また、指令値は、所与の期間一定であることもでき、ある瞬間に突然の値の跳びを生じることもできる。

以下では、図２を参照しながら、結合のための制御則を定義していく。

図２に示すように、一連の期間とそのそれぞれの期間を隔てる事象について考える。期間および事象は継起順に以下のとおりである。
− 当初の状態。ｄの符号を付けた期間で、この間は第２の原動機は切り離されている。この期間中の図示されていない瞬間に、原動機装置の監視コンピュータ２４は、２つの原動機を結合させること、およびそれぞれの原動機に結合後にそれぞれ到達すべき最適トルク指令値Ｃｍｏｔ１，ｏｐおよびＣｍｏｔ２，ｏｐを与えることを決定する。この期間は、結合／分離手段は完全に切断されており、トルクの伝達は一切行わない。
− 瞬間ｔ_０。結合／分離手段の接続過程が始まる瞬間であり、トルク回復の起点に相当する。この瞬間に結合／分離手段が伝達できるトルクはゼロである。
− 接続期間Ｐ１。この間に結合／分離手段は漸次接続される。この間は、結合／分離手段は、伝達可能な最大トルクが漸次増大するようにトルクを制御される。
− 瞬間ｔ１。結合／分離手段の接続過程の最後に相当する。この瞬間ｔ１以後、２つの原動機は同期される。すなわち、第２の原動機のトルクはすべて主軸に伝達され、それによって主軸の駆動トルクは２つの原動機によって与えられるトルクの合計に等しくなる。
− 期間Ｐ２。この間は、主軸の駆動トルクの指令値は、結合後の目標値Ｃａｐ，ｃ，ｖに到達するように調整される。この期間は瞬間ｔ２まで続き、瞬間ｔ２以降、主軸の駆動トルクの指令値は一定となる。
− 期間Ｐ３。瞬間ｔ３で終わる期間で、この間、原動機のトルク指令値は、瞬間ｔ３にその最適値に到達するように調整される。
− 期間Ｃ。２つの原動機が結合された最終的な状態に相当する。

次に、結合過程の経過について説明する。

まず、期間ｄに監視コンピュータ２４が２つの原動機を組み合わせることを決めると、監視コンピュータ２４は以下のものを定義する。
− それ以降は原動機同士が最適の動作条件で結合されなければならない瞬間ｔ３。
− 第２の原動機の最適トルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｏｐおよび第１の原動機の最適トルク指令値Ｃｍｏｔ１，ｏｐ、ならびに原動機同士が結合されているときの主軸の目標トルクＣａｐ，ｃ，ｖ。
− 結合／分離手段の接続開始の瞬間ｔ０。これには、結合／分離手段の接続時間よりも長い以下のような時間遅れＴｅｍｐｏが考慮に入れられる。
ｔ０＝ｔ３−Ｔｅｍｐｏ
− 原動機同士が分離されている場合の主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖ。これには、主軸が受けると予想される抵抗トルクＣａｐ，ｒｅｓが考慮に入れられる。このトルクＣａｐ，ｄ，ｖは、原動機同士が結合されているときの主軸に対する目標トルクＣａｐ，ｃ，ｖと、結合／分離手段の接続の瞬間に加速度の連続性を確保するために必要なトルクの跳びΔｃとの差に等しい。すなわち、
Ｃａｐ，ｄ，ｖ＝Ｃａｐ，ｃ，ｖ−ΔＣ
ただし、

Ｊａｐ，ｃおよびＪａｐ，ｄはそれぞれ原動機同士が結合されている場合および分離されている場合に主軸によって駆動される物体の慣性モーメントである。

変速機の出力軸に加わる、車両に対応する慣性モーメントをＪｒ，ｖｅｈとし、変速機の変速比をηとし、主軸に加わる第１および第２の原動機の慣性モーメントをそれぞれＪａｐ，ｍｏｔ１およびＪａｐ，ｍｏｔ２とすると、以下の式が得られる。
Ｊａｐ，ｄ＝Ｊａｐ，ｍｏｔ１＋η^２Ｊ_ｒ，ｖｅｈ
および
Ｊａｐ，ｃ＝Ｊａｐ，ｄ＋Ｊａｐ，ｍｏｔ２。

このあらかじめ定義された指令値の期間中、第２の原動機は、瞬間ｔ０にその回転速度が主軸の回転速度を上回るように、その回転速度が、すなわち回転数が制御される。

次いで、監視コンピュータ２４は、近接コンピュータ２１、２２、２３に対して瞬間ｔ０から結合過程を開始するよう命令を出す。

瞬間ｔ０を過ぎると、結合／分離手段の制御コンピュータ２３はこの手段に対してトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）を送るが、この指令値は、瞬間ｔ３でこの指令値と主軸のトルク指令値の跳びΔＣとの合計が第２の原動機の最適トルク指令値と等しくなるような勾配をたどる。すなわち、
Ｃｅｍｂ（ｔ３）＋ΔＣ＝Ｃｍｏｔ２，ｏｐ

それと同時に、第１の原動機の制御コンピュータ２１を使って、第１の原動機に対するトルク指令値と結合／分離手段によって伝達されるトルク指令値との合計が、主軸に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）に等しくなるような、トルク指令値Ｃｍｏｔ１（ｔ）が第１の原動機に送られる。

結合／分離手段の接続の瞬間ｔ１より前、すなわち期間Ｐ１では、結合／分離手段によって伝達されるトルク指令値は、結合／分離手段に対するトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）に等しい。そこで次式が得られる。
Ｃｍｏｔ１（ｔ）＋Ｃｅｍｂ（ｔ）＝Ｃａｐ，ｖ（ｔ）。

この期間中、第２の原動機は、結合／分離手段の接続の瞬間ｔ１におけるその回転速度が主軸の回転速度と等しくなるように、その回転速度が制御される。

接続の瞬間ｔ１より後、すなわち期間Ｐ２では、第２の原動機はそのトルクが制御され、結合／分離手段によって伝達されるトルクは、第２の原動機によって供給されるトルクに等しい。その結果、主軸に対するトルク指令値は、２つの原動機に対するトルク指令値の合計に等しくなる。すなわち、
Ｃａｐ，ｖ（ｔ）＝Ｃｍｏｔ１（ｔ）＋Ｃｍｏｔ２（ｔ）。

第２の原動機に対するトルク指令値Ｃｍｏｔ２（ｔ）は、瞬間ｔ３に第２の原動機に対するトルク指令値が第２の原動機に対する最適トルク指令値と等しくなるように、結合／分離手段に対するトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）の勾配と平行で、この勾配から主軸に対するトルク指令値の跳びΔＣだけずれた勾配をたどる。

原動機装置の各構成要素に対するこれら各々の制御則を考慮して、主軸に対する各瞬間の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）は、Ｐ１期間中、結合前のトルク値Ｃａｐ，ｄから始まり、結合／分離手段の接続後、瞬間ｔ２に分離状態の主軸に対する目標指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖに到達する、第１の勾配をたどる。

主軸に対するトルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）は、結合／分離手段の接続の瞬間ｔ１にΔＣに等しい突然の跳びを生じる。この突然の跳びにより、それと同時に起こる駆動対象の慣性モーメントの跳びを吸収することが可能となる。

主軸に対するトルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）は、この瞬間ｔ１の後、Ｐ２の全期間を通して、規則的な勾配によってトルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）を瞬間ｔ２に結合後の目標値Ｃａｐ，ｃ，ｖへと導く法則に従う。

瞬間ｔ２に目標値に到達すると、それ以降は主軸に対するトルク指令値は変化しない。しかし、原動機に対するトルク指令値がその最適値に達していない場合には、瞬間ｔ２の後に瞬間ｔ３で終了する期間Ｐ３が続き、その間に原動機に対するトルク指令値がそれぞれの最適値までもっていかれる。

コンピュータ２４による監視下で近接コンピュータ２１、２２、２３によって実施されるこれらの制御則により、車両の加速度に不連続を生じることなく、したがって、乗客にとって不快な前後方向のショックを生じることなく、２つの原動機の迅速な結合を実現することが可能となる。

以下では、図３に沿って第１の原動機と第２の原動機の分離の制御方法について説明する。

図３について、第１の原動機と第２の原動機の分離開始を決定する瞬間ｔ’０、すなわち、２つの原動機のトルク指令値を変化させ始める瞬間、結合／分離手段の切断動作に入る瞬間ｔ’１、および結合／分離手段の切断が終了する瞬間ｔ’２を考える。

瞬間ｔ’０以前は、２つの原動機は結合されて主軸を駆動しており、結合／分離手段は第２の原動機のトルクに等しいトルクを主軸に伝達しており、主軸は２つの原動機によって供給されるトルクの合計に等しいトルクで駆動されている。瞬間ｔ’２以後は、２つの原動機は分離され、第１の原動機だけが主軸を駆動する。

前と同様に、分離後の目標である、主軸に対する、結合状態における目標トルクＣａｐ，ｃ，ｖおよび分離状態における目標トルクＣａｐ，ｄ，ｖを定義する。

結合以前、および結合／分離装置の切断中を通して、２つの原動機はトルクを制御される。分離過程の開始以前、すなわち瞬間ｔ’０より前は、第２の原動機に対する目標トルクは、図に示したように、結合状態の主軸に対する目標トルクを上回り、第１の原動機のトルクはゼロを下回っており、すなわち、第１の原動機は発電機として機能しており、第１の原動機と第２の原動機の目標トルクの合計は、結合状態の主軸の目標トルクに等しい。

推進動力装置の制御用自動機構において、主軸に対するトルク指令値を定義するが、これは、結合／分離手段の切断の瞬間ｔ’２までは、結合状態における主軸の目標トルクと等しく、その瞬間ｔ’２を過ぎると、分離状態の主軸のトルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖに等しい。

ｔ’０からｔ’１までの移行段階中に、瞬間ｔ’１に結合状態の主軸に対する目標指令値と分離状態の主軸に対する目標指令値との差Ｃａｐ，ｃ，ｖ−Ｃａｐ，ｄ，ｖに等しくなるように変化するトルク指令値が、第２の原動機に送られる。

それと同時に、分離の瞬間に第１の原動機によって供給されるトルクが分離の瞬間における分離状態の主軸に対する目標のトルクＣａｐ，ｄ，ｖと等しくなるようなトルク指令値が、第１の原動機に送られる。

瞬間ｔ’１に、結合／分離手段の横方向切断の動作に入り、瞬間ｔ’２には結合／分離手段が完全に切断されるようにする。

瞬間ｔ’２以降、第２の原動機は原動機装置の動作には関与しなくなるが、その後、第２の原動機は速度を制御されることができる。

結合／分離手段の切断期間における原動機のトルクに関するこれらの変化指令により、全切断期間を通して、主軸に伝達されるトルク指令値が結合状態の主軸に対する目標トルク指令値に等しくなり、また、第２の原動機の実質的な分離に相当する結合／分離手段の完全な切断の瞬間ｔ２に、主軸に伝達されるトルク指令値は、分離状態の主軸に対する目標トルク指令値と結合状態における目標である主軸のトルク指令値との差に等しい不連続を生じることになる。

主軸に伝達されるトルク指令値のこの不連続は、駆動される慣性の不連続による影響を打ち消すために、したがって車両の加速度の連続性を得るために必要な不連続に相当するものである。

自動車両の車輪の並列モードによる単純ハイブリッド牽引装置を示す概略図である。 並列ハイブリッド推進動力装置において熱式原動機を電気式原動機に結合するために利用される制御則を示す概略図である。 並列ハイブリッド推進動力装置の熱式原動機と電気式原動機の分離に利用される制御則を示す概略図である。

Claims (11)

1. 主軸（１４）を駆動する第１の原動機（１１）と、第２の原動機（１２）と、第１および第２の原動機（１１、１２）の結合／分離をする結合／分離手段であって、第１および第２の原動機（１１、１２）が分離された切断位置ならびに第１および第２の原動機（１１、１２）が結合された接続位置の間で操作可能である結合／分離手段（１３）とを有する形式の並列ハイブリッド推進動力装置（１）の第１の原動機（１１）および第２の原動機（１２）の結合または分離を制御する方法であって、
   結合時および分離時の主軸（１４）の回転速度が不変であるように推進動力装置（１）を制御する方法において、第１および第２の原動機が分離されているときに主軸に与えられるトルクＣａｐ，ｄと、第１および第２の原動機が結合されているときに主軸に与えられるトルクＣａｐ，ｃとの間に不連続を発生させ、前記不連続が、第１および第２の原動機が分離されているときに主軸によって駆動される慣性モーメントＪａｐ，ｄと、第１および第２の原動機が結合されているときに主軸によって駆動される慣性モーメントＪａｐ，ｃとの差を補償し、それによって結合時または分離時に原動機によって駆動される主軸の加速の連続性が確保されるように選択される、制御則を推進動力装置（１）の制御のために利用することを特徴とする方法。
2. 推進動力装置の主軸（１４）が抵抗トルクＣａｐ，ｒｅｓを受ける場合、発生するトルクの不連続ΔＣ＝Ｃａｐ，ｃ−Ｃａｐ，ｄが、
   

   

   のようになることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 第１および第２の原動機（１１、１２）が結合された後の主軸（１４）に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖ、および、第１および第２の原動機（１１、１２）が分離された後の主軸（１４）に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖを以下のように定義し、
   

   

   結合／分離手段（１３）の操作後に主軸（１４）に与えられるトルクが、結合／分離装置（１３）の操作終了時の結合または分離の状態にそれぞれ対応する主軸（１４）に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖまたはＣａｐ，ｄ，ｖと等しくなるように推進動力装置（１）を制御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. 第１の原動機（１１）と第２の原動機（１２）を結合させるために推進動力装置（１）を制御するとき、各瞬間の主軸（１４）に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）の突然の不連続を発生させ、前記不連続が、原動機（１１、１２）が分離されているときの主軸（１４）のトルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖと、原動機（１１、１２）が結合されているときの主軸（１４）のトルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖとの差に等しいことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 各瞬間の主軸（１４）に対する目標トルク指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）の突然の不連続が、結合／分離装置（１３）が接続位置に達した瞬間に発生することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 結合／分離装置（１３）を結合／分離装置（１３）が切断位置から接続位置に移行するように制御すること、
   結合／分離装置（１３）の接続期間（Ｐ１）の開始（ｔ０）以降は、結合／分離装置の接続期間（Ｐ１）中、各瞬間に、
   第１の原動機（１１）によって供給されるトルク指令値Ｃｍｏｔ１（ｔ）と、結合／分離装置（１３）によって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）との合計が、主軸（１４）によって与えられるトルクの各瞬間の目標指令値Ｃａｐ，ｖ（ｔ）と等しくなるように、すなわちＣａｐ，ｖ（ｔ）＝Ｃｍｏｔ１（ｔ）＋Ｃｅｍｂ（ｔ）となるように第１の原動機（１１）のトルクを制御すること、
   接続の瞬間（ｔ１）に第２の原動機（１２）の回転数が主軸（１４）の回転速度とほぼ等しくなるように、第２の原動機（１２）の回転数を制御すること、
   ならびに、
   結合／分離装置（１３）の接続の瞬間（ｔ１）以降、最適の動作状態で結合される瞬間（t３）まで、結合／分離手段（１３）によって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）と、主軸（１４）の結合前および結合後の目標トルク指令値の差との合計に等しい指令値Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）、すなわち、
   Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）＝Ｃｅｍｂ（ｔ）＋Ｃａｐ，ｃ，ｖ−Ｃａｐ，ｄ，ｖ
   によって第２の原動機（１２）のトルクを制御することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 結合の時間Ｔｅｍｐｏおよび第２の原動機（１２）に対する最適トルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｏｐを定義すること、ならびに、結合／分離装置（１３）によって与えられるトルク指令値Ｃｅｍｂ（ｔ）が時間とともに直線的に変化し、その結果、結合／分離手段（１３）の作動開始（ｔ０）からＴｅｍｐｏに等しい時間が経過した後に第２の原動機（１２）によって与えられるトルク指令値が第２の原動機の最適トルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｏｐに等しくなるように、結合／分離装置（１３）の接続を制御することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 第２の原動機（１２）の分離を制御するとき、
   結合／分離手段（１３）切断の動作に入る前に、切断の直前に第２の原動機によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｄが、分離されていない場合の主軸（１４）の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖと、分離後の主軸（１４）によって与えられるトルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖとの差に等しくなるように第２の原動機（１２）を制御し、さらに、結合／分離手段（１３）の切断開始時（ｔ’１）に
   第１の原動機（１１）によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔｌ，ｖ（ｔ’１）が、分離後の主軸の目標トルク指令値Ｃａｐ，ｄ，ｖに等しくなるように、また、分離開始を決定する瞬間(t’０)から切断が終了する瞬間(t’２)までの全切断期間の各瞬間に第１の原動機（１１）によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ１，ｖ（ｔ）と、各瞬間に第２の原動機（１２）によって与えられるトルク指令値Ｃｍｏｔ２，ｖ（ｔ）との合計が、原動機（１１、１２）が結合されているときに主軸（１４）に与えられるトルク指令値Ｃａｐ，ｃ，ｖに等しくなるように、第１の原動機（１１）のトルクを制御し、
   次いで、
   結合／分離手段の完全な切断後に主軸に伝達されるトルクが分離後の目標トルクＣａｐ，ｄ，ｖに等しくなるように、結合／分離手段を切断することを特徴とする請求項３に記載の方法。
9. 第１の原動機（１１）が電気式の原動機であり、第２の原動機（１２）が熱式の原動機であり、結合／分離手段（１３）が制御式クラッチであること、および推進動力装置（１）が自動車の推進動力装置であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 第１の原動機（１１）と、第２の原動機（１２）と、第１の原動機および第２の原動機の結合／分離手段（１３）と、制御手段（２）とを備える、自動車推進用の並列ハイブリッド推進動力装置（１）であって、２つの原動機（１１、１２）の結合または分離を制御するために、制御手段（２）が請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実施することを特徴とする推進動力装置（１）。
11. 制御手段（２）が少なくとも１つのコンピュータ（２１、２２、２３、２４）を備えること、および適合されたソフトウェアを用いて前記制御方法が実施されることを特徴とする請求項１０に記載の推進動力装置（１）。

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