JP2003521414A - ハイブリッド車の推進力を制御する方法およびシステム - Google Patents

ハイブリッド車の推進力を制御する方法およびシステム

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Abstract

(57)【要約】 本発明のシステムは、ストップ-スタート機能を実行するように構成された制御装置(ＣＳ)を含む。ストップ-スタート機能は、停止段階において、車両(Ｖ)の第１の所定作動状態においては、内燃機関(１)は、電子装置(４)およびトランスミッション・システム(２)から分断され、かつスイッチ・オフとされる。次の始動段階においては、内燃機関(１)は、モータとして作動する電子装置(４)によって自動的に再始動され、そして、トランスミッション・システム(２)に再度接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、自動車に適用される推進力制御システムに関する。本発明のシステ
ムは、 内燃機関と、 離散的な比率のトランスミッションを含み、比率の係脱を行なうアクチュエー
タ手段を備えたトランスミッション・システムと、 ロータおよびステータを備え、内燃機関とトランスミッション・システムとの
間に配置され、発生機または電気モータとして選択的に作動させるのに適した逆
転可能な電子装置と、 選択的に作動されて、電子装置のロータを、トランスミッション・システムま
たは内燃機関へと接続するよう制御する、第１クラッチおよび第２クラッチと、 車両、内燃機関、および電子装置の作動状態を示す電気信号を供給するように
構成されたセンサ手段と、 内燃機関、電子装置、第１および第２のクラッチ、および比率の係脱を行なう
アクチュエータ手段を、センサ手段から提供される信号に依存した所定の手続に
従って制御する制御手段と、を備える。 上記制御手段は、特にストップ-スタート機能の実行するように構成されてい
る。ストップ-スタート機能は、停止段階において、車両が第１の所定作動状態
になると、内燃機関は、電子装置およびトランスミッション・システムから分断
されるとともに、スイッチ・オフとされる。そして、次の始動段階において、車
両が第２の所定作動状態になると、内燃機関は、電子装置によって自動的に再始
動されてモータとして動作し、トランスミッション・システムと再度係合する。
【０００２】 ハイブリッドの自動車推進システムは、国際出願ＰＣＴ/ＥＰ９８/０６９２２
により、従来から知られている。このシステムは、内燃機関、逆転可能な電子装
置、およびトランスミッション・システムを含む。トランスミッション・システム
は、離散的な比率のトランスミッションを含み、さらには、選択的に操作されて
、電子装置のロータを、トランスミッション・システムまたは内燃機関に接続す
る第１および第２のクラッチを含む。 この推進システムは、ストップ-スタート(または、スタート・アンド・ゴー)機
能の実行を可能とする。当該機能において、停止(ストップ)段階では、内燃機関
と電子装置との間のクラッチが外れる一方、電子装置とトランスミッション・シ
ステムとの間のクラッチは係合したままであって、内燃機関は停止している。そ
の後の始動(スタート)段階では、上記の両方のクラッチが外れ、電子装置は電気
モータとして機能する。電子装置の回転速度が所定の閾値を超えると直ちに、内
燃機関と電子装置のロータとの間のクラッチが係合して、内燃機関を始動させる
。その後直ちに、電子装置のロータとトランスミッション・システムとの間のク
ラッチが係合し、車両は、内燃機関によって推進される。
【０００３】 本発明の目的は、ストップ-スタート機能の実行時における衝撃を減じ、車両
のドライバビリティおよび乗心地についての当該機能の利点を最大限生かすこと
のできる、改善された推進制御システムを提供することである。
【０００４】 この目的および他の目的は、本発明の推進制御システムによって達成される。
その基本特性は、請求項１に規定されている。
【０００５】 本発明は、車両の推進力を制御する方法であってもよい。その基本特性は、請
求項４に規定されている。
【０００６】 本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して後述する詳細な説
明から明らかとなるであろう。詳細な説明は、非限定的な例示としてのみ与えら
れる。図面は、概略的かつ部分的に、内燃機関１を有する車両Ｖを示す。図面に
はさらに、離散的な比率のトランスミッション３(ギアを用いたトランスミッシ
ョンが代表的)を含むトランスミッション・システム２を示している。トランスミ
ッション３は、いわゆる“オートマッチク”またはサーボ・アシストタイプのも
のであって、アクチュエータ・デバイス、例えば、ギアの係脱を行なう電気-油圧
式アクチュエータを含む。
【０００７】 車両Ｖはさらに、ロータ５およびステータ６を含む逆転可能な電子装置４を備
える。電子装置４は、内燃機関１とトランスミッション・システム２との間に配
置されていて、発動機または電気モータとして選択的に機能することができる。
【０００８】 図中、第１クラッチ７および第２クラッチ８は、それぞれ、アクチュエータ９
および10によって制御される。アクチュエータ９および10は、例えば、電気-油
圧式のものであって、選択的に操作されて、電子装置４のロータ５を、トランス
ミッションの入力シャフト11または内燃機関１のシャフト12のいずれかに接続す
る。
【０００９】 全体をＣＳで表示した制御システムは、上述の推進システムと協働する。図面
に例示として示した具体例においては、制御システムＣＳは、ネットワーク13で
相互接続された４つの電子制御ユニットＥＣＵ１、ＥＣＵ２、ＥＣＵ３、ＥＣＵ
４を備える。ネットワーク13は、例えば、ＣＡＮプロトコルに従って機能する。
【００１０】 電子制御ユニットＥＣＵ１は、基本的には、内燃機関１の管理を監督するユニ
ットである。このユニットに接続されているのは、加速ペダル15と協働するポジ
ションセンサ14、および図中16で示されるセンサである。センサ16は、例えば、
内燃機関１のシャフト12の回転速度を検出するものであっても、車両の移動速度
を検出するものであっても、またその他のセンサであってもよい。
【００１１】 制御ユニットＥＣＵ２は、車両の全体的機能を制御し、他の多様な制御ユニッ
トを調和させるためのものである。このユニットに接続されているのは、(他の
多くのものの中で)ダッシュボード上に配置されたインスツルメント・パネル18、
例えばキー20で作動する一般的なオン/オフ・スイッチ19、および推進ユニットの
動作をハイブリッド駆動または純粋な電気駆動に選択する手動操作可能なスイッ
チ21である。
【００１２】 制御ユニットＥＣＵ３は、トランスミッションを制御するものであり、全体を
22で図中に示したアクチュエータ群に接続されていて、トランスミッション３の
ギアの係脱を行なう。また、制御ユニットＥＣＵ３は、手動操作可能であってト
ランスミッションの制御を行なうデバイス(例えば、センサに接続された、いわ
ゆるジョイステッィク23)に接続されている。さらに、制御ユニットＥＣＵ３は
、全体を24で示した他のセンサにも接続されている。そのセンサは、例えば、ト
ランスミッション中において有効に係合しているギア比を表示するためのセンサ
である。
【００１３】 制御ユニットＥＣＵ３は、さらに、クラッチ７および８に関連するアクチュエ
ータ９および10にも接続されている。手動操作可能なセレクタ30もまた、制御ユ
ニットＥＣＵ３に接続されている。運転者は、セレクタ30を操作して、第１作動
モードまたは第２作動モードを選択できる。 第１作動モードにおいては、制御ユニットＥＣＵ３は、手動選択装置23からの
命令に従ってギアを変更する。第２作動モードにおいては、トランスミッション
は完全に自動制御される。第２作動モードにおいては、トランスミッションは、
センサ14、16、24から与えられる信号に基いて、制御ユニットＥＣＵ３によって
自動制御される。
【００１４】 最後に、制御ユニットＥＣＵ４は、電子装置４の制御を監督する。このユニッ
トの出力は、三相線29によって、電子装置４に接続される。供給バッテリー28は
、制御ユニットＥＣＵ４に接続されている。
【００１５】 ４つのユニットに分割した制御システムＣＳのアーキテクチャは、純粋なる例
示である。当業者には容易に理解できるように、制御システムのすべての機能(
特に、以下に説明するもの)は、異なるアーキテクチャを有する制御システムに
よっても実行でき、制御することができる。さらには、単一のマイクロプロセッ
サ制御ユニットによっても実行でき、制御することができる。 制御システムＣＳは、内燃機関１の作動、電子装置４の作動、クラッチ７およ
び８の作動、およびトランスミッションのギアの係脱を行なうアクチュエータ装
置22の作動を制御するように構成されている。これらの制御は、所定の手続に従
って行なわれ、それは、センサ14、16、24により与えられる信号に依存して、そ
して、上述の第２作動モードにおいては、手動選択装置23に関連するセンサによ
る与えられる信号に依存して、行なわれる。
【００１６】 特に、オートマティックのトランスミッション制御手続がセレクタ30によって
予め選択された場合、制御システムＣＳは、ストップ-スタート機能を実行する
ように構成されている。この機能は、燃料消費および排ガスを低減するためのも
のである。
【００１７】 ストップ-スタート機能は、停止段階を実行する。停止段階では、上述のセン
サによって検出される車両の所定の第１作動状態においては、クラッチ８を切る
ことで、内燃機関１は、電子装置およびトランスミッション・システム２から分
断される。第１作動状態とは、例えば、車両が列中を走行して速度が落ちた場合
や、信号待ちのために停止する必要がある場合である。停止段階においては、内
燃機関１は、制御ユニットＥＣＵ１に制御されてスイッチ・オフとなる。
【００１８】 停止段階に続いて、始動段階が実行される。始動段階は、所定の状態が発生す
ると開始される。所定の状態とは、例えば、加速ペダル15が踏み込まれる等、運
転者からの命令である。
【００１９】 始動段階では、内燃機関１は、電子装置４によって再始動され、モータとして
作動するとともに、トランスミッション・システム２と再度接続される。これに
ついては、さらに後述する。
【００２０】 より詳しくは、本発明において、始動段階では、制御システムＣＳは、まず最
初に、トランスミッション３内において所定のギア比(好ましくは、第１の比率)
が係合した後で、電気モータとして作動する電子装置４をトランスミッション・
システム２に接続する。第１の比率は、最も低いギア比を規定する。
【００２１】 始動段階の開始時において、クラッチ８は外され、クラッチ７が係合される。
このとき、所定のギア比が係合している。電気モータとして作動する電子装置４
は、最初はこのようにして、車両の推進を引き継ぐ。こうして、車両は、最初は
純粋な電気駆動によって、発進または加速する。
【００２２】 続いて、所定の作動状態になると、制御システムＣＳは、係合している第１の
比率から、より高い比率(例えば、第２の比率)へと変更を行なう。この動作は、
特に制御ユニットＥＣＵ３によって、トランスミッション３およびクラッチ７に
関連するアクチュエータ群22を用いて制御される。 この比率変更の間、電子装置４は、電気モータとしての作動を続ける。また、
制御ユニットＥＣＵ３は、クラッチ８によって、電子装置４を内燃機関１へと接
続する。クラッチ８は、係合していて、内燃機関１を始動させる。 内燃機関１が始動する(この状態は、制御ユニットＥＣＵ１によって、関連す
るセンサを用いて検出され得る)とすぐに、制御ユニットＥＣＵ３はクラッチ７
を再度係合させ、これにより、内燃機関１はトランスミッション・システム２に
再度接続される。
【００２３】 始動段階が完了すると、車両は、内燃機関１によって推進される。
【００２４】 始動段階において、ギア比の変更、内燃機関１の始動、およびトランスミッシ
ョン・システムへの接続を行なうために、制御システムＣＳは、以下の手順を連
続的に行なうよう構成されている。 - クラッチ７を外す。 - 所定のギア比を外す。 - 内燃機関１を始動させるため、より高いギア比を係合させ、同時にクラッチ８
を係合させる。特に、クラッチ７を外すことが完了した結果として、電子装置４
からトランスミッション・システム２へのトルクの伝達がゼロへと減少したとき
に、このクラッチ８は係合する。 - 内燃機関１が再度始動した後、第１クラッチ７を再度係合させる。
【００２５】 始動段階における上述の制御手順は、車両のドライバビリティまたは知覚可能
な乗心地における、あらゆる衝撃を防ぐ。しかも、この段階においては、駆動ト
ルクのどのソースがトランスミッション・システムに接続されているのかを、運
転者が検知できなくてもよい。
【００２６】 当然のことながら、本発明の原理はそのままで、純粋に非限定的な例示として
図示および説明した実施形態を広く変更することができる。そのようにしたとし
ても、特許請求の範囲において規定した本発明の範囲から逸脱することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシステムを概略的に表示している。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６０Ｋ 17/04 Ｂ６０Ｋ 17/04 Ｇ 41/00 ３０１ 41/00 ３０１Ｂ ３０１Ｃ ３０１Ｄ Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ 11/08 11/08 Ｋ Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 59:44 // Ｆ１６Ｈ 59:44 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｓ (72)発明者 アッティリオ・ポルタ イタリア、イ−10137トリノ、ヴィア・サ ン・マリーノ95番 (72)発明者 ジョヴァンニ・エッレナ イタリア、イ−10127トリノ、ヴィア・ト ッラッツァ・ピエモンテ26番 Ｆターム(参考） 3D039 AA04 AB27 AC01 AC32 AD02 AD24 3D041 AA30 AA37 AA53 AA59 AB01 AC01 AC07 AC15 AC18 AD02 AD10 AD31 AD51 AE02 AE16 AE31 3J057 AA03 GA21 GA36 GB05 GB09 HH02 JJ01 3J552 MA01 MA13 NA01 NB01 NB10 PA02 QC09 RB17 RC01 SA01 VA61Z VB01Z VC01Z VD02Z VD17W 5H115 PA01 PA09 PC06 PG04 PI22 PU25 QE01 QE12 QH04 QN03 SE03 SE05 SE07 SJ12 TE01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両(Ｖ)の推進力制御システムであって、当該システムは、 内燃機関(１)と、 離散的な比率のトランスミッション(３)を含み、比率の係脱を行なうアクチュ
    エータ手段(22)を備えたトランスミッション・システム(２)と、 ロータ(５)およびステータ(６)を備え、内燃機関(１)とトランスミッション・
    システム(２)との間に配置され、発生機または電気モータとして作動させるのに
    適した逆転可能な電子装置(４)と、 選択的に作動されて、電子装置(４)のロータ(５)を、トランスミッション・シ
    ステム(２)または内燃機関(１)へと接続するよう制御する、第１クラッチおよび
    第２クラッチ(７、８)と、 車両(Ｖ)、内燃機関(１)、および電子装置(４)の作動状態を示す電気信号を供
    給するように構成されたセンサ手段(14、16、24)と、 内燃機関(１)、電子装置(４)、第１および第２のクラッチ(７、８)、および比
    率の係脱を行なうアクチュエータ手段(22)を、センサ手段(14、16、24)から提供
    される信号に依存した所定の手続に従って制御する制御手段(ＣＳ)と、を備えて
    おり、 上記制御手段(ＣＳ)は、特にストップ-スタート機能の実行するように構成さ
    れていて、当該ストップ-スタート機能は、停止段階において、車両(Ｖ)が第１
    の所定作動状態になると、内燃機関(１)は、電子装置(４)およびトランスミッシ
    ョン・システム(２)から分断されるとともにスイッチ・オフとされ、そして、次の
    始動段階において、例えば運転者からの指令等、車両が第２の所定作動状態にな
    ると、内燃機関(１)は、電子装置(４)によって自動的に再始動されてモータとし
    て動作し、トランスミッション・システム(２)と再度係合し、 当該推進力制御システムは、以下のことを特徴とする、すなわち、前記制御手
    段(ＣＳ)は、始動段階において、 電気モータとして作動する電子装置(４)をトランスミッション・システム(２)
    へと接続し、トランスミッション(３)内で所定の比率(好ましくは、第１の比率)
    を係合させて、始動段階では、車両(Ｖ)を最初は電子装置(４)で推進し、 所定の作動状態では、所定の比率からより高い比率へとギア比を変更し、当該
    変更の間、内燃機関を始動させるべく、電気モータとして作動する電子装置(４)
    に内燃機関(１)を接続し、その次に、内燃機関(１)をトランスミッション・シス
    テム(２)に接続して、始動段階の完了時には、車両(Ｖ)は内燃機関(１)によって
    推進され、電子装置(４)による推進も可能である、ようにすることを特徴とする
    、システム。
  2. 【請求項２】 上記ギア比の変更は、第１の比率から第２の比率への変更で
    ある、請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 上記始動段階では、制御手段(ＣＳ)は、 第１クラッチ(７)を外す手順と、 所定のギア比を外す手順と、 より高いギア比を係合させ、同時に第２クラッチ(８)を係合させる手順と、 第１クラッチ(７)を係合させる手順と、を続けて行なうように構成されている
    、請求項１または２記載のシステム。
  4. 【請求項４】 車両の推進力制御方法であって、 当該車両は、 内燃機関(１)と、 離散的な比率のトランスミッション(３)を含み、比率の係脱を行なうアクチュ
    エータ手段(22)を備えたトランスミッション・システム(２)と、 ロータ(５)およびステータ(６)を備え、内燃機関(１)とトランスミッション・
    システム(２)との間に配置され、発生機または電気モータとして作動させるのに
    適した逆転可能な電子装置(４)と、 選択的に作動されて、電子装置(４)のロータ(５)を、トランスミッション・シ
    ステム(２)または内燃機関(１)へと接続するよう制御する、第１クラッチおよび
    第２クラッチ(７、８)と、を備えており、 当該方法は、ストップ-スタート機能を実行するものであり、 ストップ-スタート機能は、 内燃機関(１)が、電子装置(４)およびトランスミッション・システム(２)から
    分断されていて、かつスイッチ・オフとされている、停止段階と、 当該停止段階に続いて、 内燃機関(１)は、モータとして作動する電子装置(４)によって再始動され、そ
    の後、トランスミッション・システム(２)に再度連結される、始動段階と、を含
    んでおり、 当該方法は、以下のことを特徴とする、すなわち、始動段階において、 電気モータとして作動する電子装置(４)がトランスミッション・システム(２)
    に接続され、その一方、トランスミッション(３)において所定の比率(好ましく
    は、第１の比率)を係合させて、始動段階では、車両(Ｖ)を最初は電子装置(４)
    で推進し、 所定の比率からより高い比率へのギア比の変更を続けて行ない、当該変更の間
    、内燃機関(１)を始動させるべく、電気モータとして作動する電子装置(４)に内
    燃機関(１)を接続し、その次に、再始動した内燃機関(１)をトランスミッション
    ・システム(２)に接続して、始動段階の完了時には、車両(Ｖ)は内燃機関(１)に
    よって推進され、電子装置(４)による推進も可能である、ようにすることを特徴
    とする、方法。
  5. 【請求項５】 上記ギア比の変更は、第１の比率から第２の比率への変更で
    ある、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記始動段階では、 第１クラッチ(７)を外す手順と、 所定のギア比を外す手順と、 より高いギア比を係合させ、同時に第２クラッチ(８)を係合させる手順と、 第１クラッチ(７)を係合させる手順と、が続けて行なわれる、請求項４または
    ５記載の方法。
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