ハイブリッド電気自動車の制御方法及び装置
【課題】ハイブリッド電気自動車のエンジン及びスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）の作動方法を提供する。
【解決手段】上記方法は、発進及び減速工程を含む。ＩＳＧＭは、車両の発進とエンジンの始動の双方に使用される。減速工程は、初期段階においてエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、及び、略全ての回生エネルギがエネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源となるように初期段階で第２のクラッチを係合する工程を含む。
【解決手段】上記方法は、発進及び減速工程を含む。ＩＳＧＭは、車両の発進とエンジンの始動の双方に使用される。減速工程は、初期段階においてエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、及び、略全ての回生エネルギがエネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源となるように初期段階で第２のクラッチを係合する工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題する同時係属出願に関連し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般にハイブリッド電気自動車に関し、特に、本発明は、エンジン始動、車両の発進及び減速時におけるハイブリッド電気自動車の構成要素を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エンジン管理は、ハイブリッド車の効率的なエネルギ使用を増やすために重要な要素である。発進時のエンジンは効率的でないため、車両発進に際してこの重要性は更に高まる。また、単一機械パラレル型ハイブリッド車のエンジン管理では、単一の電気機械が車両を推進させると同時にエンジンに必要な始動トルクを供給しなければならない、という課題がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法が開示される。パラレル型ハイブリッド電気自動車は、エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（統合スタータ・発電機・モータ、integrated starter/generator/motor「ＩＳＧＭ」）と、ＩＳＧＭと車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチからなる組み合わせ体と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭからトルクコンバータを介して出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる工程を含む。電気エネルギ伝達前に、常用ブレーキの解除が検出され、又は、発進イベントが検出される。
【０００５】
電気エネルギを伝達する場合に、ＩＳＧＭはエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される。
【０００６】
パラレル型ハイブリッド電気自動車は、組み合わせ体と出力駆動軸の間に配置されるギアボックスも有する。エンジンの始動後、エンジンからの出力トルクはＩＳＧＭからの出力トルクに組み合わせられ、組み合わせられたトルクは、トルクコンバータ及びギアボックスを介して出力駆動軸に伝達され、車両の発進を加速する。
【０００７】
第２のクラッチは、ロックアップクラッチとすることができる。発進した車両が第１の閾値速度に達した後、ロックアップクラッチが係合され、エンジン及びＩＳＧＭからの出力トルクがロックアップクラッチとギアボックスを介して出力駆動軸に伝達され、車両を更に加速させるのに十分な動力を供給することが可能となる。
【０００８】
本明細書では、エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭと車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド車のエンジン作動方法も開示される。上記方法は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向ける(direct)ことにより、エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、後期減速段階で第２のクラッチを解除し、残りの回生エネルギをトルクコンバータを介して管理(direct)する工程を含む。
【０００９】
上記方法は、後期減速段階の間、所定のアイドル回転数にＩＳＧＭを維持する工程を更に含む。
【００１０】
上記方法は、速度がゼロとなる最終減速段階においてエンジンへの燃料供給停止を更に含む。
【００１１】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド車のエンジン制御システムも開示される。制御システムは、内燃エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチを介して内燃エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭに電気エネルギを供給する再充電可能なエネルギ貯蔵システムと、車両の出力駆動軸に結合したギアボックスと、ＩＳＧＭとギアボックスの間を機械的に結合するトルクコンバータと、トルクコンバータと並列に配置され、トルクコンバータの動作状態から独立してロックアップクラッチの作動が制御される動作モードを有するロックアップクラッチと、及び、制御信号を生成するように構成された制御装置を備える。制御信号は、動作モード、ＩＳＧＭ、第１のクラッチ及び内燃エンジンによりロックアップクラッチの動作を制御する。制御装置は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作する。更に、制御装置は、初期減速段階でロックアップクラッチを係合し、これを介して減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向けることにより、再充電可能なエネルギ貯蔵システムを再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、車両の後期減速段階でロックアップクラッチを解除して残りの回生エネルギをトルクコンバータを介して管理する。
【００１２】
制御装置は、再充電可能なエネルギ貯蔵システムから、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭからトルクコンバータを介して出力駆動軸に出力トルクの一部を結合するために（必要に応じて）ロックアップクラッチを解除して車両を発進させ、車両発進の際に、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる。
【００１３】
ロックアップクラッチは、制御装置から受領した制御信号により電子的に制御される１つ以上の制御デバイスの制御により作動される。
【００１４】
ＩＳＧＭは、車両のエンジン始動動作時はスタータとして、車両の減速時は発電機として、車両の加速及び走行時は主走行モータとして動作するように構成される。
【００１５】
再充電可能なエネルギ貯蔵システムは、バッテリ又は燃料電池のうちの少なくとも１つを含む。
【００１６】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法も開示される。パラレル型ハイブリッド車は、少なくともエンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、及び、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、第１の減速段階で減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向けることにより、エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とする工程を含む。
【００１７】
上記方法は、速度が閾値速度未満である後期減速段階において、エンジンをＩＳＧＭに結合するように第１のクラッチを操作する工程を更に含む。
【００１８】
上記方法は、ＩＳＧＭを用いてエンジンを減速させる工程を更に含む。
【００１９】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法も開示される。ハイブリッド電気自動車は、少なくともエンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、パラレル型ハイブリッド電気自動車の減速による回生エネルギを介して回収したエネルギのみを用いて、エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭから出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる工程を含む。
【００２０】
上記方法は、発進イベントの検出を更に含む。
【００２１】
電気エネルギを伝達する間、ＩＳＧＭは、エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される。
【００２２】
前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭが加速されたとき、第１のクラッチの操作が行われる。
【００２３】
更に、エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭが加速される前に、第１のクラッチの操作を行うことができる。前記方法は、少なくともＩＳＧＭの加速に基づいてエンジンへの燃料供給を制御する工程を更に含む。
【００２４】
上記方法は、トルク指令を受領し、受領したトルク指令とＩＳＧＭのピークトルクを比較する工程を更に含む。この比較に基づいて第１のクラッチの操作が行われる。
【００２５】
上記方法は、エンジンのアイドル回転数の第２の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭを加速する工程を更に含む。ＩＳＧＭがエンジンのアイドル回転数の第２の所定のパーセンテージに達した後に、燃料供給の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の上記及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、添付した特許請求の範囲、及び添付した図面に関して、より良く理解されるであろう。
【００２７】
【図１】図１は、本発明のシステムの一例のブロック図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図３】図３は、本発明の態様による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明の追加例のブロック図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、図４の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の第２の追加例のブロック図を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、図６の第２の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６の第２の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に本発明の一例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ１０４を介してスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）１０６に結合される内燃エンジン１０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ１０４により、減速時及び完全停止時にエンジン１０２からＩＳＧＭ１０６を解除できる。クラッチアセンブリ１０４は、クラッチ制御アセンブリ１１６により制御される。クラッチ制御アセンブリ１１６は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ１０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。また、クラッチ制御アセンブリ１１６は、空気圧制御又は機械制御とすることができる。本発明において、クラッチアセンブリ１０４は、減速時にＩＳＧＭ１０６からエンジン１０２を解除する。
【００２９】
また、トルクコンバータ１０８がＩＳＧＭ１０６とギアボックス１１０の間に設けられる。ギアボックス１１０は、駆動軸（図示せず）を介して駆動輪に結合される。
【００３０】
ＩＳＧＭ１０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に動作するサイズに形成される。また、ＩＳＧＭ１０６は、エンジンクランク軸を回転させるのと同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００３１】
更に、ＩＳＧＭ１０６は、エンジン始動時には車両を発進させるスタータとして、車両の減速時は発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ１０６は、減速工程において、回生制動から車両の機械的エネルギを回収することにより電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ１０６は、エネルギ貯蔵システム１１８に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム１１８は、バッテリ、燃料電池、又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、及び適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを用いてエネルギ貯蔵システム１１８を充電するシステム及び方法を記載している。エネルギ貯蔵システム１１８は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ１０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ１０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム１１８はＩＳＧＭ１０６に電気エネルギを供給する。エンジン１０２及びＩＳＧＭ１０６からのトルクは、トルクコンバータ１０８へ機械的に結合される。
【００３２】
また、ロックアップクラッチ１１４は、トルクコンバータ１０８内に一体的に配置することができる。ロックアップクラッチ１１４は、電子的に制御することができる。ロックアップクラッチは、速度に応じて係合及び解除することができる。
【００３３】
エンジン制御装置１１２は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。更に、エンジン制御装置１１２は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ１０４及びＩＳＧＭ１０６の動作を制御するように構成することができる。更に、エンジン制御装置１１２は、クラッチ制御アセンブリ１１６に制御信号を供給する。
【００３４】
図２Ａは、本発明による車両発進工程の例を示すフローチャートである。図２Ａに示されるように、車両発進工程は、発進イベントが感知又は検出されるステップ２０１から始まる。発進イベントは、常用ブレーキの解除又はトルク指令等の運転手からの加速要求の検出等を含む。本発明では、常用ブレーキは、フットペダル作動ブレーキやハンド／サイドブレーキ等を含むがこれに限定されない全ての機械ブレーキ機構を含むことができる。
【００３５】
一旦発進イベントが検出されると、エンジン制御装置１１２等の制御装置は、エネルギ貯蔵システム１１８からＩＳＧＭ１０６に電気エネルギを伝達することにより、ステップ２０３でＩＳＧＭ１０６を加速する。制御装置は、エンジン制御装置１１２とは別の制御装置とすることができる。しかし、本説明では、制御装置とエンジン制御装置１１２は互換的に用いられる。ステップ２０５では、トルクが出力軸に伝達される。本例では、トルクは、トルクコンバータ１０８を介して伝達される。なお、別の例に関して後に本明細書で説明するように、トルクは、コンピュータ操作又は手動操作のクラッチを介して伝達することができる。ＩＳＧＭ１０６がトルクコンバータ１０８に結合されているため、ステップ２０３で、車両はＩＳＧＭ１０６の加速に伴い即座に動き始める。
【００３６】
ステップ２０７では、ＩＳＧＭ１０６がエンジン１０２に結合される。車両発進時に、クラッチアセンブリ１０４を係合することで、ＩＳＧＭ１０６の動力又は出力トルクの一部がエンジン１０２に結合され、エンジン１０２の始動が可能となる。
【００３７】
ステップ２０９において、制御装置が、エンジンのアイドル回転数を超える所定のパーセンテージでＩＳＧＭ１０６が動作していると決定するまで、ＩＳＧＭ１０６は加速される。エンジン１０２とＩＳＧＭ１０６の結合は維持される。例えば、所定のパーセンテージは、エンジンのアイドル回転数の１３０％超でもよい。ステップ２１１では、制御装置が、エンジン１０２の燃料噴射システムを制御する。この時点で、エンジン１０２は燃料供給され、車両発進のサポートを開始する。燃料噴射システムを介してエンジン１０２が始動した後、ステップ２１３で、エンジン１０２からの出力トルクはＩＳＧＭ１０６からの出力トルクに組み合わされ、統合したトルクはトルクコンバータとギアボックス１１０を介して出力駆動軸に伝達され、車両の発進を加速する。
【００３８】
図１に示すシステムにおいて、ロックアップクラッチ１１４は、図２に示す初期発進工程で解除される。自動車コンポーネントが所定の速度、例えば、毎分７５０回転超のトランスミッション入力速度で走行するまで、ロックアップクラッチ１１４は係合されない。本明細書及び図面で使用される「速度」とは、トランスミッション入力速度、トランスミッション出力速度、ＩＳＧＭ速度、又は車両速度であってもよいが、これに限定されない。しかし、以下に説明するステップ３１７及び７１９に関しては、ＩＳＧＭ速度は必要とされない。ロックアップクラッチ１１４を係合するための、実際の所定の速度は、エンジンの燃料効率及びトルク特性等に基づくことができる。本実施例によれば、初期発進工程の間、ＩＳＧＭ１０６及び／又はエンジン１０２からの動力は、トルクコンバータ１０８のみを介して車両の発進に用いられる。
【００３９】
本実施例では、ステップ２０３の前に、初期発進時にいくつかの代替構成を設けてもよい。例えば、クラッチアセンブリ１０４とロックアップクラッチ１１４の両方を係合させてもよく、クラッチアセンブリ１０４とロックアップクラッチ１１４の両方を解除してもよく、ロックアップクラッチ１１４を解除する一方でクラッチアセンブリ１０４を係合させてもよく、又は、ロックアップクラッチ１１４を係合させる一方でクラッチアセンブリ１０４を解除してもよい。図２Ａに示すように、ＩＳＧＭ１０６の速度がエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで達する前に、エンジン１０２はＩＳＧＭ１０６と結合される。しかし、本発明によれば、図２Ｂに示すように、エンジン１０２に対するＩＳＧＭ１０６の結合は、ＩＳＧＭ１０６の速度がエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで達した後に行うことができる。ステップ２０７と２０９の順序は逆になる。他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。
【００４０】
更に、受領したトルク指令及びＩＳＧＭ１０６の最大又はピークトルクは、エンジン１０２をＩＳＧＭ１０６に接続する時期、又は、エンジン１０２に燃料補給又は燃料供給を行う時期の決定に用いることができる。ピークトルクは、ＩＳＧＭ１０６の特定パラメータである。ピークトルクの閾値は、ピークトルクのパーセンテージである。図２Ｃは、トルク指令をＩＳＧＭのピークトルクと比較し、燃料噴射システムを制御する時期を決定する方法の一例のフローチャートを示す。ステップ２１０では、受領したトルク指令がＩＳＧＭのピークトルクの所定のパーセンテージよりも大であるかどうかの判断がなされる。トルク指令がピークの所定のパーセンテージよりも大であれば、ステップ２１１において燃料噴射システムを制御してエンジン１０２に燃料供給又は燃料補給を行う。大でなければ、システムは、新たなトルク指令を待つ。他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。
【００４１】
更に、第２の速度閾値は、エンジン１０２に燃料補給又は燃料供給を行う時期の決定に用いることができる。例えば、図２Ｄは、第２の速度閾値を使った本発明による方法の一例のフローチャートを示す。図２Ｄでは、ステップ２０７と２０９が図２Ａに記載の方法と逆になる。ステップ２０３でＩＳＧＭ１０６が始動され、最初に加速される。エンジン１０２がＩＳＧＭ１０６に結合された後、ステップ２１４で、ＩＳＧＭ１０６は加速を継続する。ＩＳＧＭは、エンジンのアイドル回転数に対して第２の速度閾値を超える速度に達するまで加速される。ステップ２１５では、速度が第２の速度閾値より大であるかどうかの判断がなされる。速度が大であれば（ステップ２１５で「ＹＥＳ」）、ステップ２１１で燃料噴射システムは、エンジン１０２に燃料を供給する又はエンジン１０２の燃料補給を行う。大でなければ、ステップ２１４でＩＳＧＭ１０６は加速を継続することができる。
【００４２】
他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。図２Ｅは、本発明による方法の他の一例を示す。図２Ｅに示す方法では、第２の速度閾値と受領したトルク指令とＩＳＧＭ１０６のピークトルクの全てが発進過程で使用される。
【００４３】
図３は、図１に示すシステムの減速工程の例を示す。ステップ３０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。負のシステムトルク指令は、アクセルペダル、ブレーキペダル、その組み合わせ、又は走行制御装置を介した入力であってもよいが、これに限定されない。システムトルク指令が負であれば、ステップ３０３の工程に進む。ステップ３０３では、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２の間に配置されたクラッチアセンブリ１０４の解除により、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２の結合が解除される。しかし、ＩＳＧＭ１０６により供給される制動トルクを超える負のトルクが追加で必要であれば、ＩＳＧＭ１０６にエンジン１０２を結合したままでステップ３０３をスキップしてもよい。
【００４４】
また、トルクコンバータ１０８は、トランスミッション側から効率良く電力を伝達するように設計されていないので、トルクコンバータ１０８のロックアップクラッチ１１４は、未係合であればステップ３０５で係合される。ロックアップクラッチ１１４は、駆動輪からＩＳＧＭ１０６へ更に効率的に回生電力を転送することができる。
【００４５】
図３において、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２は、ロックアップクラッチ１１４が係合される前に解除される。しかし、ステップ３０３とステップ３０５を入れ替えて、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２が解除される前にロックアップクラッチ１１４を係合することができる。ステップ３０３及びステップ３０５を実行する特定の順序は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号により決まる。
【００４６】
ステップ３０７では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム１１８を充電する。ステップ３０７の間、速度は制御装置により監視される。ステップ３０９で監視された速度が事前に設定した閾値速度を超えていれば、ステップ３１１のシステムトルク指令が負でないかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ３０９の閾値速度を超えている限り、ステップ３０７で説明されたバッテリ充電の工程が継続する。しかし、速度はステップ３０９の閾値速度を超えているが、システムトルク指令がもはや負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ３０１に戻り、次に負のシステムトルク指令が検出されるのを待つ。
一旦、速度がステップ３０９の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ３１３の工程に進む。ステップ３１３では、ロックアップクラッチ１１４が解除される。ロックアップクラッチ１１４が解除されると、回生電力であった減速エネルギがトルクコンバータ１０８を介して消散する。エンジン１０２はＩＳＧＭ１０６から解除されたままでもよく、エンジン１０２は、アイドリング、又は、遮断することさえできる。ステップ３１５では、制御装置がＩＳＧＭ１０６を閾値の回転数（ＲＰＭ）に維持する。任意ではあるが、速度が第２の閾値未満であれば、制御装置は、ステップ３１９でエンジン１０２への燃料供給を停止してもよい。
【００４７】
ステップ３１５では、エンジン１０２がギアボックス１１０に原動エネルギを供給していない場合でも、動力が従来のパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムに供給されるようにエンジン１０２を低アイドル回転数に保つことができる。あるいは、エンジン１０２への燃料供給を完全に停止し又は電源を遮断し、ハイブリッド車の燃料効率を更に高めることができる。しかし、エンジン１０２への電源を遮断した状態でハイブリッド車を適切に動作させるために、従来の機械的に駆動するパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムは、電気的に駆動するパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムに置換される。電気駆動システムを使用することにより、ハイブリッド車のコストが増大する。
【００４８】
図４は、図１のオートマチック・トランスミッション、即ち、トルクコンバータ１０８及びギアボックス１１０が、ギアボックス４０８で示される半自動マニュアル・トランスミッションに置換された本発明の追加例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ４０４を介してスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）４０６に結合される内燃エンジン４０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ４０４は、減速時及び完全停止時にエンジン４０２からＩＳＧＭ４０６を解除することができる。クラッチアセンブリ４０４は、クラッチ制御装置４１０により制御される。クラッチ制御装置４１０は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ４０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。上述のように、クラッチ制御装置４１０は、空気圧制御又は機械制御とすることもできる。本発明において、クラッチアセンブリ４０４は、減速時にＩＳＧＭ４０６からエンジン４０２を解除する。
【００４９】
更に、ＩＳＧＭ４０６はギアボックス４０８に結合される。ギアボックス４０８は駆動軸（図示せず）を介して駆動輪と結合される。
【００５０】
ＩＳＧＭ４０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に作動するサイズに形成される。更に、ＩＳＧＭ４０６は、エンジンクランク軸を回転させると同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００５１】
更に、ＩＳＧＭ４０６は、エンジン始動時にはスタータとして、車両の減速時には発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ４０６は、減速工程において、車両の機械的エネルギを回収することにより電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ４０６は、エネルギ貯蔵システム４１４に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム４１４は、バッテリ又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを使ってエネルギ貯蔵システム４１４を充電するシステム及び方法を記載する。エネルギ貯蔵システム４１４は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ４０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ４０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム４１４はＩＳＧＭ４０６に電気エネルギを供給する。エンジン４０２及びＩＳＧＭ４０６からのトルクは、ギアボックス４０８へ機械的に結合される。
【００５２】
また、エンジン制御装置４１２は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。また、エンジン制御装置４１２は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ４０４及びＩＳＧＭ４０６の動作を制御するように構成することができる。更に、クラッチ制御装置４１０は、エンジン制御装置４１２から制御信号を受領する。
【００５３】
図４に示す追加例の車両発進工程は、基本的には図２Ａ〜図２Ｅに関して上述したように動作する。しかし、初期発進時には、ステップ２０３の前にクラッチアセンブリ４０４を係合、解除、又は、滑り状態とすることができ、滑り状態では、クラッチアセンブリ４０４がエンジン４０２へ負荷の部分的伝達を可能にする。
【００５４】
図５Ａ及び５Ｂは、図４に示す追加のシステムの例における本発明による減速工程の例を示すフローチャートを示す。図５Ａのステップ５０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。負のシステムトルク指令があれば、ステップ５０３の工程に進む。ステップ５０３では、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の間に配置されたクラッチアセンブリ４０４の解除により、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の結合が解除される。
【００５５】
なお、ステップ５０３は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号に応じて任意に実行することができる。従って、ステップ５０３は、図５Ａ及び５Ｂの減速工程の全ての例で必要とされるわけではない。
【００５６】
ステップ５０５では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する。ステップ５０５の間、速度は速度制御装置により監視される。ステップ５０７で速度が予め設定した閾値速度を超えていれば、ステップ５０９のシステムトルク指令が負であるかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ５０５の閾値速度を超えている限り、ステップ５０５で説明されたバッテリ、例えば、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する工程が継続する。しかし、速度はステップ５０７の閾値速度を超えているが、システムトルク指令がもはや負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ５０１に戻り、次の負のシステムトルク指令を待つ。
【００５７】
一旦、速度がステップ５０７の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ５１１の工程に進む。ステップ５１１では、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の間のクラッチアセンブリ４０４が係合される。クラッチアセンブリ４０４が係合されていても、回生電力は回収され、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する。負荷として作用するエンジン４０２により、充電は低速となる。充電状態が目標レベルに達するまでエネルギ貯蔵システム４１４を充電することができる。あるいは、ステップ５１１では、エンジン４０２はＩＳＧＭ４０６から接続解除されたままでもよく、エンジン４０２は、アイドリングすることができ、又は、遮断することさえできる。
【００５８】
ステップ５１３では、速度が第２の速度閾値未満であるかどうかの決定がなされる。任意ではあるが、速度がステップ５１３の第２の閾値未満である場合、制御装置は、ステップ５１５でエンジン４０２への燃料供給を停止してもよい。この時点では、ステップ５１７でエンジン４０２がその第１の共振周波数で動く一方で、ＩＳＧＭ４０６はエンジン４０２のトーショナルダンパとして動作する。このように、ＩＳＧＭ４０６は、残りの回生エネルギを用いてエンジン４０２を減速する。あるいは、エンジン４０２が減速工程を通して解除されたままであれば、ステップ５０１でエンジンへの燃料供給を停止することができる。
【００５９】
図５Ｂに示される工程又は方法のいくつかの工程、例えば、ステップ５０１〜５０９及びステップ５１３〜５１５は、図５Ａと同様であり、繰り返して詳細に説明はしない。ステップ５１１は、図５Ｂに示される工程では行われない。ステップ５１５でエンジンへの燃料供給を停止した後、速度が第３の速度閾値未満であるかどうかの決定がなされる（ステップ５１９）。また、エンジン回転数（ＲＰＭ）がエンジン回転数の閾値未満であるかどうかの判断もなされる（これもステップ５１９）。双方における判断が「ＹＥＳ」であった場合、ステップ５２１でエンジン４０２がＩＳＧＭ４０６と結合される。
【００６０】
図６は、図１のオートマチック・トランスミッション、即ち、トルクコンバータ１０８及びギアボックス１１０が、ギアボックス６１０、及びＩＳＧＭ６０６とギアボックス６１０を結合するトランスミッション・クラッチ６０８で示される従来のマニュアル・トランスミッションに置換された本発明の第２の追加例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ６０４を介してＩＳＧＭ６０６に結合される内燃エンジン６０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ６０４は、減速時及び完全停止時にエンジン６０２からＩＳＧＭ６０６を解除することができる。クラッチアセンブリ６０４は、クラッチ制御装置６１２により制御される。クラッチ制御装置６１２は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ６０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。また、クラッチ制御装置６１２は、空気圧制御又は機械制御とすることもできる。本発明において、クラッチアセンブリ６０４は、減速時にＩＳＧＭ６０６からエンジン６０２を解除する。
【００６１】
ＩＳＧＭ６０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に作動するサイズに形成される。また、ＩＳＧＭ６０６は、エンジンクランク軸を回転させると同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００６２】
更に、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン始動時にはスタータとして、車両の減速時には発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ６０６は、減速工程において、車両の機械的エネルギを回収することで電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ６０６は、エネルギ貯蔵システム６１６に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム６１６は、バッテリ又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを使ってエネルギ貯蔵システム６１６を充電するシステム及び方法を記載する。エネルギ貯蔵システム６１６は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ６０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ６０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム６１６はＩＳＧＭ６０６に電気エネルギを供給する。エンジン６０２及びＩＳＧＭ６０６からのトルクは、トランスミッション・クラッチ６０８へ機械的に結合される。
【００６３】
また、エンジン制御装置６１４は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。また、エンジン制御装置６１４は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ６０４及びＩＳＧＭ６０６の動作を制御するように構成することができる。更に、クラッチ制御装置６１４は、エンジン制御装置６１４から制御信号を受領する。
【００６４】
図６に示す第２の追加例の車両発進工程は、基本的に図２Ａ〜図２Ｅに関して上述したように動作する。しかし、初期発進時には、ステップ２０３の前にクラッチアセンブリ６０４を係合、解除、又は、滑り状態とすることができ、滑り状態では、クラッチアセンブリ６０４がエンジン６０２へ負荷の部分的伝達を可能にする。
【００６５】
図７Ａ及び７Ｂは、第２の追加例における２つの減速工程の例を示す。図７Ａ又は７Ｂに示すように、ステップ７０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。システムトルク指令が負であれば、ステップ７０３の工程に進む。ステップ７０３では、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の間に配置されたクラッチアセンブリ６０４の解除により、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の結合が解除される。
【００６６】
なお、ステップ７０３は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号に応じて任意に実行することができる。従って、ステップ７０３は、図７Ａ及び７Ｂの減速工程の全ての例で必要とされるわけではない。
【００６７】
上記工程は、トランスミッション・クラッチ６０８が未係合であれば、ＩＳＧＭ６０６とギアボックス６１０の間でトランスミッション・クラッチ６０８を係合するステップ７０５に進む。ステップ７０７では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム６１６を充電する。ステップ７０９の間、速度は制御装置により監視される。ステップ７０９で速度が予め設定した閾値速度を超えていれば、ステップ７１１のシステムトルク指令が負であるかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ７０９の閾値速度を超えている限り、ステップ７０７に説明されたバッテリ、例えばエネルギ貯蔵システム６１６を充電する工程が継続する。しかし、速度はステップ７０９の閾値速度を超えているが、システムのトルク指令が負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ７０１に戻り、次に負のシステムトルク指令が検出されるのを待つ。
【００６８】
一旦、速度がステップ７０９の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ７１３の工程に進む。ステップ７１３では、トランスミッション・クラッチ６０８が解除される。あるいは、ステップ７１３では、ＩＳＧＭ６０６はギアボックス６１０と係合したままでもよい。ステップ７１５で、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の間のクラッチアセンブリ６０４が係合される。あるいは、ステップ７１５では、エンジン６０２はＩＳＧＭ６０６から解除されたままでもよく、エンジン６０２は、アイドリング、又は、遮断することさえできる。例えば、図７Ｂは、ステップ７１５でクラッチアセンブリ６０４を介したＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の結合を行わない工程を示す。ステップ７１９で速度が第２の閾値未満であることが検出されるまで、制御装置はステップ７１７でＩＳＧＭ６０６を閾値の回転数（ＲＰＭ）に維持する。
【００６９】
任意ではあるが、ステップ７１９で速度が第２の閾値未満である場合、制御装置は、ステップ７２１でエンジン６０２への燃料供給を停止してもよい。この時点では、ステップ７２３でエンジン６０２がその第１の共振周波数で動く一方で、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン６０２のトーショナルダンパとして動作する。このように、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン６０２を減速する。あるいは、エンジン６０２が減速工程を通して解除されたままであれば、ステップ７０１でエンジン６０２への燃料供給を停止することができる。
【００７０】
図７Ｂに示す工程は、ステップ７１５及び７２３が省略されていること以外は図７Ａに示す工程と同様である。図７Ｂでは、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２は結合されていない。
【００７１】
本発明の実施例に係るシステム及び工程の上記説明において、制御システムは、単一の制御装置又はエンジン制御装置のことを言う。しかし、実際、本発明の制御機能は、単一のエンジン制御装置により又は上述した制御機能を個別に実行する多数の制御装置により実行しても良い。
【００７２】
上述した本発明の実施例は、限定的ではなく例示であるとともに、本発明の全ての実施の形態又は実施例を表わすものではない。以下の実際の請求項及び法的に承認される相当物に規定する発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の改良及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０２・・・内燃エンジン、１０４・・・クラッチアセンブリ、１０６・・・スタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）、１０８・・・トルクコンバータ、１１０・・・ギアボックス、１１２・・・エンジン制御装置、１１４・・・ロックアップクラッチ、１１６・・・クラッチ制御装置、１１８・・・エネルギ貯蔵システム、４０２・・・内燃エンジン、４０４・・・クラッチアセンブリ、４０６・・・ＩＳＧＭ、４０８・・・ギアボックス、４１０・・・クラッチ制御装置、４１２・・・エンジン制御装置、４１４・・・エネルギ貯蔵システム、６０２・・・内燃エンジン、６０４・・・クラッチアセンブリ、６０６・・・ＩＳＧＭ、６０８・・・トランスミッション・クラッチ、６１０・・・ギアボックス、６１２・・・クラッチ制御装置、６１４・・・エンジン制御装置、６１６・・・エネルギ貯蔵システム
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題する同時係属出願に関連し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般にハイブリッド電気自動車に関し、特に、本発明は、エンジン始動、車両の発進及び減速時におけるハイブリッド電気自動車の構成要素を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エンジン管理は、ハイブリッド車の効率的なエネルギ使用を増やすために重要な要素である。発進時のエンジンは効率的でないため、車両発進に際してこの重要性は更に高まる。また、単一機械パラレル型ハイブリッド車のエンジン管理では、単一の電気機械が車両を推進させると同時にエンジンに必要な始動トルクを供給しなければならない、という課題がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法が開示される。パラレル型ハイブリッド電気自動車は、エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（統合スタータ・発電機・モータ、integrated starter/generator/motor「ＩＳＧＭ」）と、ＩＳＧＭと車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチからなる組み合わせ体と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭからトルクコンバータを介して出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる工程を含む。電気エネルギ伝達前に、常用ブレーキの解除が検出され、又は、発進イベントが検出される。
【０００５】
電気エネルギを伝達する場合に、ＩＳＧＭはエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される。
【０００６】
パラレル型ハイブリッド電気自動車は、組み合わせ体と出力駆動軸の間に配置されるギアボックスも有する。エンジンの始動後、エンジンからの出力トルクはＩＳＧＭからの出力トルクに組み合わせられ、組み合わせられたトルクは、トルクコンバータ及びギアボックスを介して出力駆動軸に伝達され、車両の発進を加速する。
【０００７】
第２のクラッチは、ロックアップクラッチとすることができる。発進した車両が第１の閾値速度に達した後、ロックアップクラッチが係合され、エンジン及びＩＳＧＭからの出力トルクがロックアップクラッチとギアボックスを介して出力駆動軸に伝達され、車両を更に加速させるのに十分な動力を供給することが可能となる。
【０００８】
本明細書では、エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭと車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド車のエンジン作動方法も開示される。上記方法は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向ける(direct)ことにより、エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、後期減速段階で第２のクラッチを解除し、残りの回生エネルギをトルクコンバータを介して管理(direct)する工程を含む。
【０００９】
上記方法は、後期減速段階の間、所定のアイドル回転数にＩＳＧＭを維持する工程を更に含む。
【００１０】
上記方法は、速度がゼロとなる最終減速段階においてエンジンへの燃料供給停止を更に含む。
【００１１】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド車のエンジン制御システムも開示される。制御システムは、内燃エンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチを介して内燃エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭに電気エネルギを供給する再充電可能なエネルギ貯蔵システムと、車両の出力駆動軸に結合したギアボックスと、ＩＳＧＭとギアボックスの間を機械的に結合するトルクコンバータと、トルクコンバータと並列に配置され、トルクコンバータの動作状態から独立してロックアップクラッチの作動が制御される動作モードを有するロックアップクラッチと、及び、制御信号を生成するように構成された制御装置を備える。制御信号は、動作モード、ＩＳＧＭ、第１のクラッチ及び内燃エンジンによりロックアップクラッチの動作を制御する。制御装置は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作する。更に、制御装置は、初期減速段階でロックアップクラッチを係合し、これを介して減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向けることにより、再充電可能なエネルギ貯蔵システムを再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、車両の後期減速段階でロックアップクラッチを解除して残りの回生エネルギをトルクコンバータを介して管理する。
【００１２】
制御装置は、再充電可能なエネルギ貯蔵システムから、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭからトルクコンバータを介して出力駆動軸に出力トルクの一部を結合するために（必要に応じて）ロックアップクラッチを解除して車両を発進させ、車両発進の際に、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる。
【００１３】
ロックアップクラッチは、制御装置から受領した制御信号により電子的に制御される１つ以上の制御デバイスの制御により作動される。
【００１４】
ＩＳＧＭは、車両のエンジン始動動作時はスタータとして、車両の減速時は発電機として、車両の加速及び走行時は主走行モータとして動作するように構成される。
【００１５】
再充電可能なエネルギ貯蔵システムは、バッテリ又は燃料電池のうちの少なくとも１つを含む。
【００１６】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法も開示される。パラレル型ハイブリッド車は、少なくともエンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、及び、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、車両の初期減速段階でエンジンがＩＳＧＭから解除されるように第１のクラッチを操作し、第１の減速段階で減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作するＩＳＧＭに向けることにより、エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とする工程を含む。
【００１７】
上記方法は、速度が閾値速度未満である後期減速段階において、エンジンをＩＳＧＭに結合するように第１のクラッチを操作する工程を更に含む。
【００１８】
上記方法は、ＩＳＧＭを用いてエンジンを減速させる工程を更に含む。
【００１９】
本明細書では、パラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法も開示される。ハイブリッド電気自動車は、少なくともエンジンと、第１のクラッチと、第１のクラッチの動作状態に従ってエンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）と、ＩＳＧＭに電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備える。上記方法は、パラレル型ハイブリッド電気自動車の減速による回生エネルギを介して回収したエネルギのみを用いて、エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能するＩＳＧＭに電気エネルギを伝達し、ＩＳＧＭから出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び、ＩＳＧＭの出力トルクの残りの部分をエンジンに結合させ、エンジンの始動を可能にするように第１のクラッチを作動させる工程を含む。
【００２０】
上記方法は、発進イベントの検出を更に含む。
【００２１】
電気エネルギを伝達する間、ＩＳＧＭは、エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される。
【００２２】
前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭが加速されたとき、第１のクラッチの操作が行われる。
【００２３】
更に、エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭが加速される前に、第１のクラッチの操作を行うことができる。前記方法は、少なくともＩＳＧＭの加速に基づいてエンジンへの燃料供給を制御する工程を更に含む。
【００２４】
上記方法は、トルク指令を受領し、受領したトルク指令とＩＳＧＭのピークトルクを比較する工程を更に含む。この比較に基づいて第１のクラッチの操作が行われる。
【００２５】
上記方法は、エンジンのアイドル回転数の第２の所定のパーセンテージまでＩＳＧＭを加速する工程を更に含む。ＩＳＧＭがエンジンのアイドル回転数の第２の所定のパーセンテージに達した後に、燃料供給の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の上記及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、添付した特許請求の範囲、及び添付した図面に関して、より良く理解されるであろう。
【００２７】
【図１】図１は、本発明のシステムの一例のブロック図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の態様による複数の車両発進工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図３】図３は、本発明の態様による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明の追加例のブロック図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、図４の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の第２の追加例のブロック図を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、図６の第２の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６の第２の追加例による車両減速工程の例を説明するフローチャートを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に本発明の一例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ１０４を介してスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）１０６に結合される内燃エンジン１０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ１０４により、減速時及び完全停止時にエンジン１０２からＩＳＧＭ１０６を解除できる。クラッチアセンブリ１０４は、クラッチ制御アセンブリ１１６により制御される。クラッチ制御アセンブリ１１６は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ１０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。また、クラッチ制御アセンブリ１１６は、空気圧制御又は機械制御とすることができる。本発明において、クラッチアセンブリ１０４は、減速時にＩＳＧＭ１０６からエンジン１０２を解除する。
【００２９】
また、トルクコンバータ１０８がＩＳＧＭ１０６とギアボックス１１０の間に設けられる。ギアボックス１１０は、駆動軸（図示せず）を介して駆動輪に結合される。
【００３０】
ＩＳＧＭ１０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に動作するサイズに形成される。また、ＩＳＧＭ１０６は、エンジンクランク軸を回転させるのと同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００３１】
更に、ＩＳＧＭ１０６は、エンジン始動時には車両を発進させるスタータとして、車両の減速時は発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ１０６は、減速工程において、回生制動から車両の機械的エネルギを回収することにより電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ１０６は、エネルギ貯蔵システム１１８に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム１１８は、バッテリ、燃料電池、又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、及び適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを用いてエネルギ貯蔵システム１１８を充電するシステム及び方法を記載している。エネルギ貯蔵システム１１８は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ１０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ１０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム１１８はＩＳＧＭ１０６に電気エネルギを供給する。エンジン１０２及びＩＳＧＭ１０６からのトルクは、トルクコンバータ１０８へ機械的に結合される。
【００３２】
また、ロックアップクラッチ１１４は、トルクコンバータ１０８内に一体的に配置することができる。ロックアップクラッチ１１４は、電子的に制御することができる。ロックアップクラッチは、速度に応じて係合及び解除することができる。
【００３３】
エンジン制御装置１１２は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。更に、エンジン制御装置１１２は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ１０４及びＩＳＧＭ１０６の動作を制御するように構成することができる。更に、エンジン制御装置１１２は、クラッチ制御アセンブリ１１６に制御信号を供給する。
【００３４】
図２Ａは、本発明による車両発進工程の例を示すフローチャートである。図２Ａに示されるように、車両発進工程は、発進イベントが感知又は検出されるステップ２０１から始まる。発進イベントは、常用ブレーキの解除又はトルク指令等の運転手からの加速要求の検出等を含む。本発明では、常用ブレーキは、フットペダル作動ブレーキやハンド／サイドブレーキ等を含むがこれに限定されない全ての機械ブレーキ機構を含むことができる。
【００３５】
一旦発進イベントが検出されると、エンジン制御装置１１２等の制御装置は、エネルギ貯蔵システム１１８からＩＳＧＭ１０６に電気エネルギを伝達することにより、ステップ２０３でＩＳＧＭ１０６を加速する。制御装置は、エンジン制御装置１１２とは別の制御装置とすることができる。しかし、本説明では、制御装置とエンジン制御装置１１２は互換的に用いられる。ステップ２０５では、トルクが出力軸に伝達される。本例では、トルクは、トルクコンバータ１０８を介して伝達される。なお、別の例に関して後に本明細書で説明するように、トルクは、コンピュータ操作又は手動操作のクラッチを介して伝達することができる。ＩＳＧＭ１０６がトルクコンバータ１０８に結合されているため、ステップ２０３で、車両はＩＳＧＭ１０６の加速に伴い即座に動き始める。
【００３６】
ステップ２０７では、ＩＳＧＭ１０６がエンジン１０２に結合される。車両発進時に、クラッチアセンブリ１０４を係合することで、ＩＳＧＭ１０６の動力又は出力トルクの一部がエンジン１０２に結合され、エンジン１０２の始動が可能となる。
【００３７】
ステップ２０９において、制御装置が、エンジンのアイドル回転数を超える所定のパーセンテージでＩＳＧＭ１０６が動作していると決定するまで、ＩＳＧＭ１０６は加速される。エンジン１０２とＩＳＧＭ１０６の結合は維持される。例えば、所定のパーセンテージは、エンジンのアイドル回転数の１３０％超でもよい。ステップ２１１では、制御装置が、エンジン１０２の燃料噴射システムを制御する。この時点で、エンジン１０２は燃料供給され、車両発進のサポートを開始する。燃料噴射システムを介してエンジン１０２が始動した後、ステップ２１３で、エンジン１０２からの出力トルクはＩＳＧＭ１０６からの出力トルクに組み合わされ、統合したトルクはトルクコンバータとギアボックス１１０を介して出力駆動軸に伝達され、車両の発進を加速する。
【００３８】
図１に示すシステムにおいて、ロックアップクラッチ１１４は、図２に示す初期発進工程で解除される。自動車コンポーネントが所定の速度、例えば、毎分７５０回転超のトランスミッション入力速度で走行するまで、ロックアップクラッチ１１４は係合されない。本明細書及び図面で使用される「速度」とは、トランスミッション入力速度、トランスミッション出力速度、ＩＳＧＭ速度、又は車両速度であってもよいが、これに限定されない。しかし、以下に説明するステップ３１７及び７１９に関しては、ＩＳＧＭ速度は必要とされない。ロックアップクラッチ１１４を係合するための、実際の所定の速度は、エンジンの燃料効率及びトルク特性等に基づくことができる。本実施例によれば、初期発進工程の間、ＩＳＧＭ１０６及び／又はエンジン１０２からの動力は、トルクコンバータ１０８のみを介して車両の発進に用いられる。
【００３９】
本実施例では、ステップ２０３の前に、初期発進時にいくつかの代替構成を設けてもよい。例えば、クラッチアセンブリ１０４とロックアップクラッチ１１４の両方を係合させてもよく、クラッチアセンブリ１０４とロックアップクラッチ１１４の両方を解除してもよく、ロックアップクラッチ１１４を解除する一方でクラッチアセンブリ１０４を係合させてもよく、又は、ロックアップクラッチ１１４を係合させる一方でクラッチアセンブリ１０４を解除してもよい。図２Ａに示すように、ＩＳＧＭ１０６の速度がエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで達する前に、エンジン１０２はＩＳＧＭ１０６と結合される。しかし、本発明によれば、図２Ｂに示すように、エンジン１０２に対するＩＳＧＭ１０６の結合は、ＩＳＧＭ１０６の速度がエンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで達した後に行うことができる。ステップ２０７と２０９の順序は逆になる。他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。
【００４０】
更に、受領したトルク指令及びＩＳＧＭ１０６の最大又はピークトルクは、エンジン１０２をＩＳＧＭ１０６に接続する時期、又は、エンジン１０２に燃料補給又は燃料供給を行う時期の決定に用いることができる。ピークトルクは、ＩＳＧＭ１０６の特定パラメータである。ピークトルクの閾値は、ピークトルクのパーセンテージである。図２Ｃは、トルク指令をＩＳＧＭのピークトルクと比較し、燃料噴射システムを制御する時期を決定する方法の一例のフローチャートを示す。ステップ２１０では、受領したトルク指令がＩＳＧＭのピークトルクの所定のパーセンテージよりも大であるかどうかの判断がなされる。トルク指令がピークの所定のパーセンテージよりも大であれば、ステップ２１１において燃料噴射システムを制御してエンジン１０２に燃料供給又は燃料補給を行う。大でなければ、システムは、新たなトルク指令を待つ。他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。
【００４１】
更に、第２の速度閾値は、エンジン１０２に燃料補給又は燃料供給を行う時期の決定に用いることができる。例えば、図２Ｄは、第２の速度閾値を使った本発明による方法の一例のフローチャートを示す。図２Ｄでは、ステップ２０７と２０９が図２Ａに記載の方法と逆になる。ステップ２０３でＩＳＧＭ１０６が始動され、最初に加速される。エンジン１０２がＩＳＧＭ１０６に結合された後、ステップ２１４で、ＩＳＧＭ１０６は加速を継続する。ＩＳＧＭは、エンジンのアイドル回転数に対して第２の速度閾値を超える速度に達するまで加速される。ステップ２１５では、速度が第２の速度閾値より大であるかどうかの判断がなされる。速度が大であれば（ステップ２１５で「ＹＥＳ」）、ステップ２１１で燃料噴射システムは、エンジン１０２に燃料を供給する又はエンジン１０２の燃料補給を行う。大でなければ、ステップ２１４でＩＳＧＭ１０６は加速を継続することができる。
【００４２】
他のステップは同じであり、繰り返して詳細に説明はしない。図２Ｅは、本発明による方法の他の一例を示す。図２Ｅに示す方法では、第２の速度閾値と受領したトルク指令とＩＳＧＭ１０６のピークトルクの全てが発進過程で使用される。
【００４３】
図３は、図１に示すシステムの減速工程の例を示す。ステップ３０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。負のシステムトルク指令は、アクセルペダル、ブレーキペダル、その組み合わせ、又は走行制御装置を介した入力であってもよいが、これに限定されない。システムトルク指令が負であれば、ステップ３０３の工程に進む。ステップ３０３では、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２の間に配置されたクラッチアセンブリ１０４の解除により、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２の結合が解除される。しかし、ＩＳＧＭ１０６により供給される制動トルクを超える負のトルクが追加で必要であれば、ＩＳＧＭ１０６にエンジン１０２を結合したままでステップ３０３をスキップしてもよい。
【００４４】
また、トルクコンバータ１０８は、トランスミッション側から効率良く電力を伝達するように設計されていないので、トルクコンバータ１０８のロックアップクラッチ１１４は、未係合であればステップ３０５で係合される。ロックアップクラッチ１１４は、駆動輪からＩＳＧＭ１０６へ更に効率的に回生電力を転送することができる。
【００４５】
図３において、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２は、ロックアップクラッチ１１４が係合される前に解除される。しかし、ステップ３０３とステップ３０５を入れ替えて、ＩＳＧＭ１０６とエンジン１０２が解除される前にロックアップクラッチ１１４を係合することができる。ステップ３０３及びステップ３０５を実行する特定の順序は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号により決まる。
【００４６】
ステップ３０７では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム１１８を充電する。ステップ３０７の間、速度は制御装置により監視される。ステップ３０９で監視された速度が事前に設定した閾値速度を超えていれば、ステップ３１１のシステムトルク指令が負でないかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ３０９の閾値速度を超えている限り、ステップ３０７で説明されたバッテリ充電の工程が継続する。しかし、速度はステップ３０９の閾値速度を超えているが、システムトルク指令がもはや負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ３０１に戻り、次に負のシステムトルク指令が検出されるのを待つ。
一旦、速度がステップ３０９の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ３１３の工程に進む。ステップ３１３では、ロックアップクラッチ１１４が解除される。ロックアップクラッチ１１４が解除されると、回生電力であった減速エネルギがトルクコンバータ１０８を介して消散する。エンジン１０２はＩＳＧＭ１０６から解除されたままでもよく、エンジン１０２は、アイドリング、又は、遮断することさえできる。ステップ３１５では、制御装置がＩＳＧＭ１０６を閾値の回転数（ＲＰＭ）に維持する。任意ではあるが、速度が第２の閾値未満であれば、制御装置は、ステップ３１９でエンジン１０２への燃料供給を停止してもよい。
【００４７】
ステップ３１５では、エンジン１０２がギアボックス１１０に原動エネルギを供給していない場合でも、動力が従来のパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムに供給されるようにエンジン１０２を低アイドル回転数に保つことができる。あるいは、エンジン１０２への燃料供給を完全に停止し又は電源を遮断し、ハイブリッド車の燃料効率を更に高めることができる。しかし、エンジン１０２への電源を遮断した状態でハイブリッド車を適切に動作させるために、従来の機械的に駆動するパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムは、電気的に駆動するパワーステアリングシステム及びパワーブレーキシステムに置換される。電気駆動システムを使用することにより、ハイブリッド車のコストが増大する。
【００４８】
図４は、図１のオートマチック・トランスミッション、即ち、トルクコンバータ１０８及びギアボックス１１０が、ギアボックス４０８で示される半自動マニュアル・トランスミッションに置換された本発明の追加例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ４０４を介してスタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）４０６に結合される内燃エンジン４０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ４０４は、減速時及び完全停止時にエンジン４０２からＩＳＧＭ４０６を解除することができる。クラッチアセンブリ４０４は、クラッチ制御装置４１０により制御される。クラッチ制御装置４１０は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ４０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。上述のように、クラッチ制御装置４１０は、空気圧制御又は機械制御とすることもできる。本発明において、クラッチアセンブリ４０４は、減速時にＩＳＧＭ４０６からエンジン４０２を解除する。
【００４９】
更に、ＩＳＧＭ４０６はギアボックス４０８に結合される。ギアボックス４０８は駆動軸（図示せず）を介して駆動輪と結合される。
【００５０】
ＩＳＧＭ４０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に作動するサイズに形成される。更に、ＩＳＧＭ４０６は、エンジンクランク軸を回転させると同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００５１】
更に、ＩＳＧＭ４０６は、エンジン始動時にはスタータとして、車両の減速時には発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ４０６は、減速工程において、車両の機械的エネルギを回収することにより電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ４０６は、エネルギ貯蔵システム４１４に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム４１４は、バッテリ又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを使ってエネルギ貯蔵システム４１４を充電するシステム及び方法を記載する。エネルギ貯蔵システム４１４は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ４０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ４０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム４１４はＩＳＧＭ４０６に電気エネルギを供給する。エンジン４０２及びＩＳＧＭ４０６からのトルクは、ギアボックス４０８へ機械的に結合される。
【００５２】
また、エンジン制御装置４１２は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。また、エンジン制御装置４１２は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ４０４及びＩＳＧＭ４０６の動作を制御するように構成することができる。更に、クラッチ制御装置４１０は、エンジン制御装置４１２から制御信号を受領する。
【００５３】
図４に示す追加例の車両発進工程は、基本的には図２Ａ〜図２Ｅに関して上述したように動作する。しかし、初期発進時には、ステップ２０３の前にクラッチアセンブリ４０４を係合、解除、又は、滑り状態とすることができ、滑り状態では、クラッチアセンブリ４０４がエンジン４０２へ負荷の部分的伝達を可能にする。
【００５４】
図５Ａ及び５Ｂは、図４に示す追加のシステムの例における本発明による減速工程の例を示すフローチャートを示す。図５Ａのステップ５０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。負のシステムトルク指令があれば、ステップ５０３の工程に進む。ステップ５０３では、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の間に配置されたクラッチアセンブリ４０４の解除により、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の結合が解除される。
【００５５】
なお、ステップ５０３は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号に応じて任意に実行することができる。従って、ステップ５０３は、図５Ａ及び５Ｂの減速工程の全ての例で必要とされるわけではない。
【００５６】
ステップ５０５では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する。ステップ５０５の間、速度は速度制御装置により監視される。ステップ５０７で速度が予め設定した閾値速度を超えていれば、ステップ５０９のシステムトルク指令が負であるかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ５０５の閾値速度を超えている限り、ステップ５０５で説明されたバッテリ、例えば、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する工程が継続する。しかし、速度はステップ５０７の閾値速度を超えているが、システムトルク指令がもはや負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ５０１に戻り、次の負のシステムトルク指令を待つ。
【００５７】
一旦、速度がステップ５０７の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ５１１の工程に進む。ステップ５１１では、ＩＳＧＭ４０６とエンジン４０２の間のクラッチアセンブリ４０４が係合される。クラッチアセンブリ４０４が係合されていても、回生電力は回収され、エネルギ貯蔵システム４１４を充電する。負荷として作用するエンジン４０２により、充電は低速となる。充電状態が目標レベルに達するまでエネルギ貯蔵システム４１４を充電することができる。あるいは、ステップ５１１では、エンジン４０２はＩＳＧＭ４０６から接続解除されたままでもよく、エンジン４０２は、アイドリングすることができ、又は、遮断することさえできる。
【００５８】
ステップ５１３では、速度が第２の速度閾値未満であるかどうかの決定がなされる。任意ではあるが、速度がステップ５１３の第２の閾値未満である場合、制御装置は、ステップ５１５でエンジン４０２への燃料供給を停止してもよい。この時点では、ステップ５１７でエンジン４０２がその第１の共振周波数で動く一方で、ＩＳＧＭ４０６はエンジン４０２のトーショナルダンパとして動作する。このように、ＩＳＧＭ４０６は、残りの回生エネルギを用いてエンジン４０２を減速する。あるいは、エンジン４０２が減速工程を通して解除されたままであれば、ステップ５０１でエンジンへの燃料供給を停止することができる。
【００５９】
図５Ｂに示される工程又は方法のいくつかの工程、例えば、ステップ５０１〜５０９及びステップ５１３〜５１５は、図５Ａと同様であり、繰り返して詳細に説明はしない。ステップ５１１は、図５Ｂに示される工程では行われない。ステップ５１５でエンジンへの燃料供給を停止した後、速度が第３の速度閾値未満であるかどうかの決定がなされる（ステップ５１９）。また、エンジン回転数（ＲＰＭ）がエンジン回転数の閾値未満であるかどうかの判断もなされる（これもステップ５１９）。双方における判断が「ＹＥＳ」であった場合、ステップ５２１でエンジン４０２がＩＳＧＭ４０６と結合される。
【００６０】
図６は、図１のオートマチック・トランスミッション、即ち、トルクコンバータ１０８及びギアボックス１１０が、ギアボックス６１０、及びＩＳＧＭ６０６とギアボックス６１０を結合するトランスミッション・クラッチ６０８で示される従来のマニュアル・トランスミッションに置換された本発明の第２の追加例を示す。本発明の駆動系システムは、クラッチアセンブリ６０４を介してＩＳＧＭ６０６に結合される内燃エンジン６０２（以下「エンジン」）を含む。クラッチアセンブリ６０４は、減速時及び完全停止時にエンジン６０２からＩＳＧＭ６０６を解除することができる。クラッチアセンブリ６０４は、クラッチ制御装置６１２により制御される。クラッチ制御装置６１２は、例えば、ハイブリッド車の状態に基づいてクラッチアセンブリ６０４の係合及び解除を制御する油圧ソレノイドである。また、クラッチ制御装置６１２は、空気圧制御又は機械制御とすることもできる。本発明において、クラッチアセンブリ６０４は、減速時にＩＳＧＭ６０６からエンジン６０２を解除する。
【００６１】
ＩＳＧＭ６０６は、走行速度に至るまで、エンジンによる補助の有無に関わらず、車両を推進させる走行モータとして効率的に作動するサイズに形成される。また、ＩＳＧＭ６０６は、エンジンクランク軸を回転させると同時に車両を推進させるのに十分な回転トルクを供給するように構成される。
【００６２】
更に、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン始動時にはスタータとして、車両の減速時には発電機として、加速時及び走行時には走行モータとして動作する。発電機としてのＩＳＧＭ６０６は、減速工程において、車両の機械的エネルギを回収することで電気エネルギを発生させる。ＩＳＧＭ６０６は、エネルギ貯蔵システム６１６に電気的に結合される。エネルギ貯蔵システム６１６は、バッテリ又はウルトラキャパシタであってもよい。ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド（BAE Systems Controls Inc.）に譲渡された「パラレル型ハイブリッド電気自動車の電力管理システム、適応電力管理方法及びそのためのプログラム（Parallel Hybrid Electric Vehicle Power Management System and Adaptive Power Management Method and Program Therefor）」と題され、参照により本明細書に組み込まれる同時係属出願は、回生制動からのエネルギのみを使ってエネルギ貯蔵システム６１６を充電するシステム及び方法を記載する。エネルギ貯蔵システム６１６は、減速時に発電機として動作するＩＳＧＭ６０６から電気エネルギを受け取る。ＩＳＧＭ６０６が始動モータ及び／又は走行モータとして動作する場合、エネルギ貯蔵システム６１６はＩＳＧＭ６０６に電気エネルギを供給する。エンジン６０２及びＩＳＧＭ６０６からのトルクは、トランスミッション・クラッチ６０８へ機械的に結合される。
【００６３】
また、エンジン制御装置６１４は、燃料噴射器、燃料ポンプ及びその他のエンジン部品を作動させるための制御信号を供給する。また、エンジン制御装置６１４は、エンジン動作状態を監視し、車室のアクセル及びブレーキペダルからのセンサ信号に基づいてクラッチアセンブリ６０４及びＩＳＧＭ６０６の動作を制御するように構成することができる。更に、クラッチ制御装置６１４は、エンジン制御装置６１４から制御信号を受領する。
【００６４】
図６に示す第２の追加例の車両発進工程は、基本的に図２Ａ〜図２Ｅに関して上述したように動作する。しかし、初期発進時には、ステップ２０３の前にクラッチアセンブリ６０４を係合、解除、又は、滑り状態とすることができ、滑り状態では、クラッチアセンブリ６０４がエンジン６０２へ負荷の部分的伝達を可能にする。
【００６５】
図７Ａ及び７Ｂは、第２の追加例における２つの減速工程の例を示す。図７Ａ又は７Ｂに示すように、ステップ７０１では、センサが負のシステムトルク指令を検出する。システムトルク指令が負であれば、ステップ７０３の工程に進む。ステップ７０３では、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の間に配置されたクラッチアセンブリ６０４の解除により、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の結合が解除される。
【００６６】
なお、ステップ７０３は、速度、バッテリの充電状態及びスロットル信号に応じて任意に実行することができる。従って、ステップ７０３は、図７Ａ及び７Ｂの減速工程の全ての例で必要とされるわけではない。
【００６７】
上記工程は、トランスミッション・クラッチ６０８が未係合であれば、ＩＳＧＭ６０６とギアボックス６１０の間でトランスミッション・クラッチ６０８を係合するステップ７０５に進む。ステップ７０７では、回生電力が回収され、バッテリや他のエネルギ貯蔵装置（システム）、例えば、エネルギ貯蔵システム６１６を充電する。ステップ７０９の間、速度は制御装置により監視される。ステップ７０９で速度が予め設定した閾値速度を超えていれば、ステップ７１１のシステムトルク指令が負であるかどうかを判断する工程に進む。システムトルク指令が負であり、速度がステップ７０９の閾値速度を超えている限り、ステップ７０７に説明されたバッテリ、例えばエネルギ貯蔵システム６１６を充電する工程が継続する。しかし、速度はステップ７０９の閾値速度を超えているが、システムのトルク指令が負でなければ、上記の工程はバッテリ充電を停止し、ステップ７０１に戻り、次に負のシステムトルク指令が検出されるのを待つ。
【００６８】
一旦、速度がステップ７０９の閾値速度未満であると制御装置が判断すると、ステップ７１３の工程に進む。ステップ７１３では、トランスミッション・クラッチ６０８が解除される。あるいは、ステップ７１３では、ＩＳＧＭ６０６はギアボックス６１０と係合したままでもよい。ステップ７１５で、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の間のクラッチアセンブリ６０４が係合される。あるいは、ステップ７１５では、エンジン６０２はＩＳＧＭ６０６から解除されたままでもよく、エンジン６０２は、アイドリング、又は、遮断することさえできる。例えば、図７Ｂは、ステップ７１５でクラッチアセンブリ６０４を介したＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２の結合を行わない工程を示す。ステップ７１９で速度が第２の閾値未満であることが検出されるまで、制御装置はステップ７１７でＩＳＧＭ６０６を閾値の回転数（ＲＰＭ）に維持する。
【００６９】
任意ではあるが、ステップ７１９で速度が第２の閾値未満である場合、制御装置は、ステップ７２１でエンジン６０２への燃料供給を停止してもよい。この時点では、ステップ７２３でエンジン６０２がその第１の共振周波数で動く一方で、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン６０２のトーショナルダンパとして動作する。このように、ＩＳＧＭ６０６は、エンジン６０２を減速する。あるいは、エンジン６０２が減速工程を通して解除されたままであれば、ステップ７０１でエンジン６０２への燃料供給を停止することができる。
【００７０】
図７Ｂに示す工程は、ステップ７１５及び７２３が省略されていること以外は図７Ａに示す工程と同様である。図７Ｂでは、ＩＳＧＭ６０６とエンジン６０２は結合されていない。
【００７１】
本発明の実施例に係るシステム及び工程の上記説明において、制御システムは、単一の制御装置又はエンジン制御装置のことを言う。しかし、実際、本発明の制御機能は、単一のエンジン制御装置により又は上述した制御機能を個別に実行する多数の制御装置により実行しても良い。
【００７２】
上述した本発明の実施例は、限定的ではなく例示であるとともに、本発明の全ての実施の形態又は実施例を表わすものではない。以下の実際の請求項及び法的に承認される相当物に規定する発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の改良及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０２・・・内燃エンジン、１０４・・・クラッチアセンブリ、１０６・・・スタータ・発電機・モータ複合機（ＩＳＧＭ）、１０８・・・トルクコンバータ、１１０・・・ギアボックス、１１２・・・エンジン制御装置、１１４・・・ロックアップクラッチ、１１６・・・クラッチ制御装置、１１８・・・エネルギ貯蔵システム、４０２・・・内燃エンジン、４０４・・・クラッチアセンブリ、４０６・・・ＩＳＧＭ、４０８・・・ギアボックス、４１０・・・クラッチ制御装置、４１２・・・エンジン制御装置、４１４・・・エネルギ貯蔵システム、６０２・・・内燃エンジン、６０４・・・クラッチアセンブリ、６０６・・・ＩＳＧＭ、６０８・・・トランスミッション・クラッチ、６１０・・・ギアボックス、６１２・・・クラッチ制御装置、６１４・・・エンジン制御装置、６１６・・・エネルギ貯蔵システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機と車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
前記エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、
前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記トルクコンバータを介して前記出力駆動軸に前記出力トルクの一部を伝達して前記車両を発進させ、及び
前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
電気エネルギ伝達前に発進イベントを検出する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気エネルギを伝達する際に、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記電気エネルギを伝達する工程において、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記スタータ・発電機・モータ複合機の最大トルクの所定のパーセンテージに指令される請求項１記載の方法。
【請求項５】
ギアボックスが前記組み合わせ体と前記出力駆動軸の間に配置される請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンの始動後、前記エンジンからの出力トルクは前記スタータ・発電機・モータ複合機からの出力トルクに組み合わせられ、組み合わさられたトルクは、前記トルクコンバータ及び前記ギアボックスを介して前記出力駆動軸に伝達され、前記車両の発進を加速する請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第２のクラッチはロックアップクラッチである請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記発進した車両が第１の閾値速度に達した後、前記ロックアップクラッチが係合され、前記エンジン及び前記スタータ・発電機・モータ複合機からの出力トルクが前記ロックアップクラッチと前記ギアボックスを介して前記出力駆動軸に伝達され、前記車両を更に加速させるのに十分な動力を供給することが可能となる請求項７記載の方法。
【請求項９】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに接続されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機と車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド車のエンジン作動方法であって、
前記車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、及び、
前記初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、後期減速段階で前記第２のクラッチを解除し、残りの回生エネルギを前記トルクコンバータを介して管理することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記第２のクラッチはロックアップクラッチである請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記後期減速段階の間、所定のアイドル回転数に前記スタータ・発電機・モータ複合機を維持する工程を更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１２】
速度がゼロとなる最終減速段階において前記エンジンへの燃料供給停止を更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記最終減速段階において、前記エンジンのトーショナルダンパとして前記スタータ・発電機・モータ複合機を動作させることを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１４】
内燃エンジンと、
第１のクラッチと、
前記第１のクラッチを介して前記内燃エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、
前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを供給する再充電可能なエネルギ貯蔵システムと、
車両の出力駆動軸に結合したギアボックスと、
前記スタータ・発電機・モータ複合機と前記ギアボックスの間を機械的に結合するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータと並列に配置され、前記トルクコンバータの動作状態から独立して作動が制御される動作モードを有するロックアップクラッチと、及び、
前記ロックアップクラッチ、前記スタータ・発電機・モータ複合機、前記第１のクラッチ及び前記内燃エンジンの動作を制御するための制御信号を生成するように構成された制御装置を備え、
前記制御装置は、前記車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、前記初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記再充電可能なエネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、前記車両の後期減速段階で前記ロックアップクラッチの係合を解除して残りの回生エネルギを前記トルクコンバータを介して管理し、及び、
前記制御装置は、前記再充電可能なエネルギ貯蔵システムから出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記トルクコンバータを介して前記出力駆動軸に前記出力トルクの一部を伝達して前記車両を発進させ、車両発進の際に、前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させることを特徴とするパラレル型ハイブリッド車のエンジン制御システム。
【請求項１５】
前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記車両のエンジン始動操作時にはスタータとして、前記車両の減速時には発電機として、前記車両の加速時及び走行時には主走行モータとして動作するように構成される請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記再充電可能なエネルギ貯蔵システムは、バッテリ又は燃料電池のうちの少なくとも１つを含む請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
前記ロックアップクラッチは、前記制御装置から受領した前記制御信号により電子的に制御される１つ以上の制御デバイスの制御により作動される請求項１４記載のシステム。
【請求項１８】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、
第１の減速段階で前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とすることを特徴とする方法。
【請求項１９】
速度が閾値速度未満である後期減速段階において、前記エンジンを前記スタータ・発電機・モータ複合機に結合するように前記第１のクラッチを操作する工程を更に含む請求項１８記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法。
【請求項２０】
前記スタータ・発電機・モータ複合機を用いて前記エンジンを減速させる工程を更に含む請求項１８記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法。
【請求項２１】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
前記パラレル型ハイブリッド電気自動車の減速による回生エネルギを介して回収されたエネルギのみを用いて、前記エネルギ貯蔵装置から出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、
前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び
前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させることを特徴とする方法。
【請求項２２】
発進イベントの検出を更に含む請求項２１記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２３】
前記電気エネルギを伝達する間、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される請求項２１記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２４】
前記エンジンの前記アイドル回転数の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機が加速されたとき、前記第１のクラッチの操作が行われる請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２５】
前記エンジンの前記アイドル回転数の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機が加速される前に、前記第１のクラッチの操作が行われる請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２６】
トルク指令を受領し、
前記受領したトルク指令と前記スタータ・発電機・モータ複合機のピークトルクを比較し、前記比較に基づいて前記第１のクラッチの操作を行う工程を更に含む請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２７】
少なくとも前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記加速に基づいて前記エンジンへの燃料供給を制御する工程を更に含む請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２８】
前記エンジンの前記アイドル回転数の第２の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機を加速し、前記スタータ・発電機・モータ複合機が前記エンジンの前記アイドル回転数の前記第２の所定のパーセンテージに達した後に前記制御を行う工程を更に含む請求項２７記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項１】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機と車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
前記エネルギ貯蔵装置から、出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、
前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記トルクコンバータを介して前記出力駆動軸に前記出力トルクの一部を伝達して前記車両を発進させ、及び
前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
電気エネルギ伝達前に発進イベントを検出する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気エネルギを伝達する際に、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記電気エネルギを伝達する工程において、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記スタータ・発電機・モータ複合機の最大トルクの所定のパーセンテージに指令される請求項１記載の方法。
【請求項５】
ギアボックスが前記組み合わせ体と前記出力駆動軸の間に配置される請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンの始動後、前記エンジンからの出力トルクは前記スタータ・発電機・モータ複合機からの出力トルクに組み合わせられ、組み合わさられたトルクは、前記トルクコンバータ及び前記ギアボックスを介して前記出力駆動軸に伝達され、前記車両の発進を加速する請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第２のクラッチはロックアップクラッチである請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記発進した車両が第１の閾値速度に達した後、前記ロックアップクラッチが係合され、前記エンジン及び前記スタータ・発電機・モータ複合機からの出力トルクが前記ロックアップクラッチと前記ギアボックスを介して前記出力駆動軸に伝達され、前記車両を更に加速させるのに十分な動力を供給することが可能となる請求項７記載の方法。
【請求項９】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに接続されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機と車両を推進させる出力駆動軸との間に機械的に結合された、トルクコンバータとこれに並列に接続された第２のクラッチとの組み合わせ体と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド車のエンジン作動方法であって、
前記車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、及び、
前記初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、後期減速段階で前記第２のクラッチを解除し、残りの回生エネルギを前記トルクコンバータを介して管理することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記第２のクラッチはロックアップクラッチである請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記後期減速段階の間、所定のアイドル回転数に前記スタータ・発電機・モータ複合機を維持する工程を更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１２】
速度がゼロとなる最終減速段階において前記エンジンへの燃料供給停止を更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記最終減速段階において、前記エンジンのトーショナルダンパとして前記スタータ・発電機・モータ複合機を動作させることを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１４】
内燃エンジンと、
第１のクラッチと、
前記第１のクラッチを介して前記内燃エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、
前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを供給する再充電可能なエネルギ貯蔵システムと、
車両の出力駆動軸に結合したギアボックスと、
前記スタータ・発電機・モータ複合機と前記ギアボックスの間を機械的に結合するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータと並列に配置され、前記トルクコンバータの動作状態から独立して作動が制御される動作モードを有するロックアップクラッチと、及び、
前記ロックアップクラッチ、前記スタータ・発電機・モータ複合機、前記第１のクラッチ及び前記内燃エンジンの動作を制御するための制御信号を生成するように構成された制御装置を備え、
前記制御装置は、前記車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、前記初期減速段階で前記第２のクラッチを係合し、これを介して前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記再充電可能なエネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とし、前記車両の後期減速段階で前記ロックアップクラッチの係合を解除して残りの回生エネルギを前記トルクコンバータを介して管理し、及び、
前記制御装置は、前記再充電可能なエネルギ貯蔵システムから出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記トルクコンバータを介して前記出力駆動軸に前記出力トルクの一部を伝達して前記車両を発進させ、車両発進の際に、前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させることを特徴とするパラレル型ハイブリッド車のエンジン制御システム。
【請求項１５】
前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記車両のエンジン始動操作時にはスタータとして、前記車両の減速時には発電機として、前記車両の加速時及び走行時には主走行モータとして動作するように構成される請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記再充電可能なエネルギ貯蔵システムは、バッテリ又は燃料電池のうちの少なくとも１つを含む請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
前記ロックアップクラッチは、前記制御装置から受領した前記制御信号により電子的に制御される１つ以上の制御デバイスの制御により作動される請求項１４記載のシステム。
【請求項１８】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
車両の初期減速段階で前記エンジンが前記スタータ・発電機・モータ複合機から解除されるように前記第１のクラッチを操作し、
第１の減速段階で前記減速する車両からの略全ての回生エネルギを発電機として動作する前記スタータ・発電機・モータ複合機に向けることにより、前記エネルギ貯蔵装置を再充電するための電気エネルギの唯一の供給源とすることを特徴とする方法。
【請求項１９】
速度が閾値速度未満である後期減速段階において、前記エンジンを前記スタータ・発電機・モータ複合機に結合するように前記第１のクラッチを操作する工程を更に含む請求項１８記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法。
【請求項２０】
前記スタータ・発電機・モータ複合機を用いて前記エンジンを減速させる工程を更に含む請求項１８記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車のエンジン作動方法。
【請求項２１】
エンジンと、第１のクラッチと、前記第１のクラッチの動作状態に従って前記エンジンに結合されるスタータ・発電機・モータ複合機と、前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置を備えたパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法であって、
前記パラレル型ハイブリッド電気自動車の減速による回生エネルギを介して回収されたエネルギのみを用いて、前記エネルギ貯蔵装置から出力トルクを有するモータとして機能する前記スタータ・発電機・モータ複合機に電気エネルギを伝達し、
前記スタータ・発電機・モータ複合機から前記出力駆動軸に出力トルクの一部を伝達して車両を発進させ、及び
前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記出力トルクの残りの部分を前記エンジンに結合させ、前記エンジンの始動を可能にするように前記第１のクラッチを作動させることを特徴とする方法。
【請求項２２】
発進イベントの検出を更に含む請求項２１記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２３】
前記電気エネルギを伝達する間、前記スタータ・発電機・モータ複合機は、前記エンジンのアイドル回転数の所定のパーセンテージまで加速される請求項２１記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２４】
前記エンジンの前記アイドル回転数の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機が加速されたとき、前記第１のクラッチの操作が行われる請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２５】
前記エンジンの前記アイドル回転数の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機が加速される前に、前記第１のクラッチの操作が行われる請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２６】
トルク指令を受領し、
前記受領したトルク指令と前記スタータ・発電機・モータ複合機のピークトルクを比較し、前記比較に基づいて前記第１のクラッチの操作を行う工程を更に含む請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２７】
少なくとも前記スタータ・発電機・モータ複合機の前記加速に基づいて前記エンジンへの燃料供給を制御する工程を更に含む請求項２３記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【請求項２８】
前記エンジンの前記アイドル回転数の第２の所定のパーセンテージまで前記スタータ・発電機・モータ複合機を加速し、前記スタータ・発電機・モータ複合機が前記エンジンの前記アイドル回転数の前記第２の所定のパーセンテージに達した後に前記制御を行う工程を更に含む請求項２７記載のパラレル型ハイブリッド電気自動車の動作の制御方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２０１３−３５５４４（Ｐ２０１３−３５５４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７５２９３（Ｐ２０１２−１７５２９３）
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【出願人】（５００５５８８９４）ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド (15)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＥ ＳＹＳＴＥＭＳ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ， Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【出願人】（５００５５８８９４）ビーエーイー・システムズ・コントロールズ・インコーポレーテッド (15)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＥ ＳＹＳＴＥＭＳ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ， Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]