乗り物用ハイブリッド駆動装置の過渡状態制御方法
【課題】熱エンジンの排出を最小にするトルク軌跡が定められている乗り物用のハイブリッド駆動装置を制御する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、ディーゼルエンジンの静的トルク設定点が求められており、ディーゼルエンジンの排出物をディーゼルエンジンのトルクの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、動的ＮＯｘ排出設定点をＮＯｘ排出モデルとディーゼルエンジンの静的トルク設定点から計算し、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点を動的ＮＯｘ排出設定点から導き出し、電気機械の動的トルク設定点をディーゼルエンジンの動的トルク設定点の関数として求め、その両方の動的トルク設定点を駆動装置に適用する方法。
【解決手段】少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、ディーゼルエンジンの静的トルク設定点が求められており、ディーゼルエンジンの排出物をディーゼルエンジンのトルクの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、動的ＮＯｘ排出設定点をＮＯｘ排出モデルとディーゼルエンジンの静的トルク設定点から計算し、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点を動的ＮＯｘ排出設定点から導き出し、電気機械の動的トルク設定点をディーゼルエンジンの動的トルク設定点の関数として求め、その両方の動的トルク設定点を駆動装置に適用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御の分野に関し、特に、排出物を減らすための乗り物用ハイブリッド駆動装置の過渡状態制御に関する。
【０００２】
ハイブリッド乗り物は、乗り物の駆動するために、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの熱エンジンとを有している乗り物である。
【背景技術】
【０００３】
ある定常動作点から他の定常動作点への変化によって発生される過渡状態における内燃エンジンからの排出物に考慮することは、非常に重要な課題である。実際、現在のエンジンからの排出物は、動作の逸脱に対して非常に敏感である。さらに、将来承認されるドライブサイクルには、より多くの過渡規制が課されることになる。ディーゼルエンジンを備えているハイブリッド乗り物の場合、問題は２つの側面があり、一方では、定常状態動作点において、ＮＯｘ排出物（窒素酸化物：熱エンジンによって排出される汚染物質）と燃料消費との間で妥協を図らなくてはならず、他方では、ＮＯｘ排出のピークが観測されるエンジンの過渡動作規制を管理しなければならない。
【０００４】
図１ａから１ｄは、過渡状態における排出物問題の一例を示している。この例は、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を備えているハイブリッド駆動装置に対するＮＥＤＣ（新ヨーロッパドライビングサイクル：ヨーロッパの道路で遭遇する条件を再現可能に模倣することを意図した自動車のドライブサイクルであり、乗り物の消費と排出物とを計測するために主に使用される）形式のドライビングサイクルにおける、都市外部型の第１の加速度を示している。ギア比の変化過程では、噴射カットオフが必然的に排気部分での燃料濃度を減少させることになる。このため、加速中に噴射が回復した場合、吸気部分で利用できる燃焼気体が制限される。この場合、吸気部分における燃焼気体分率は設定点に即座に収束することができない。その応答時間は、ＥＧＲ回路内の燃焼気体搬送時間に依存する。このような過渡過程では、吸気部分における気体の組成は、したがって、シリンダにおける気体の組成も、その設定点に収束せず、ＮＯｘ排出物量が静的状態の排出物量を超えてしまう。これらの排出のピークの大きさは、定常状態の元で予想されるレベルと比較して高い。これらのピークは、ドライビングサイクルの種類に応じて異なるが、排出物の累積値内の少なくない部分を占めている。
【０００５】
ヨーロッパドライビングサイクル（ＮＥＤＣ）全体では、過渡部分でのＮＯｘ排出物は、全ＮＯｘ排出物の１５％を超えない。一方、ＦＴＰ（連邦試験手順：排出物の計測に合衆国で使用されるドライブサイクル）形式のドライビングサイクルについては、表１に示されたように、過渡部分でのＮＯｘ排出物は、全排出物の４０％を超えている。なお、表１は、２つのドライビングサイクル（ＮＥＤＣとＦＴＰ）のそれぞれに対して計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物との比較と、各サイクルについての全排出物中の過渡部分における排出物の割合とを示している。
【０００６】
【表１】
【０００７】
したがって、過渡部分の排出物を考慮することは、エンジン制御に関する重要な問題である。このような文脈において、熱エンジンのハイブリッド化は、問題解決に対する高い潜在性を有している。その着想は、熱エンジンのトルク設定点を補償する電気機械またはオルタネータスタータを使用することで、過渡条件下において、熱エンジンストレスを制限することである。
【０００８】
エネルギースーパバイザは、このようなハイブリッド駆動装置を制御ために開発されてきた。これには、最適な制御に基づいた幾つかの方法がある。この種類のエネルギースーパバイザは、非特許文献１〜３に記載されている。
【０００９】
しかし、これらのエネルギースーパバイザは、ハイブリッド駆動装置の静的状態の管理には向いているが、過渡状態の管理には適していない。
【００１０】
熱エンジンは、一般的に、純粋な疑似静的装置であると仮定されている。しかしながら、この仮定は、エンジントルクを考慮する場合には容認されるが、排出物を考慮する場合には誤っている。したがって、全排出物に対する、過渡動作過程中に発生する排出物の量は、少なくない。このため、静的スーパバイザによって選択されている２つの定常点間の過渡を考慮することが必要である。
【００１１】
図２ａおよび２ｂは、ＮＯｘ排出物に対するトルク勾配の影響を示している。エンジンの過渡動作過程を管理するために、失われたトルクを与えて車輪の設定点を合わせる電気機械を使用して、熱エンジンから要求されるトルク勾配の値を制限することを意図した経験的な方法が開発されてきている。この種類の経験的方法は非特許文献４および５に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａ．Ｓｃｉａｒｒｅｔｔｏａ、Ｍ．Ｂａｃｋ、およびＬ．Ｇｕｚｚｅｌｌａ、「Ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ（パラレルハイブリッド電気乗り物の最適制御）」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ．２、ｎｏ．３、２００４年５月
【非特許文献２】Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、Ａ．Ｓｃｉａｒｒｅｔｔ、およびＪ．Ｃｈｏｕｖｉｎ、「Ｏｎｌｉｎｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ ｐａｒａｌｌｅｌ ｈｙｂｒｉｄ ｗｉｔｈ ｃｏｓｔａｔｅ ａｄａｐｔｉｏｎ ｒｕｌｅ（共状態適応規則によるパラレルハイブリッドのオンライン最適制御）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ドイツ、ミュンヘン、２０１０年７月１２〜１４日
【非特許文献３】Ｏ．Ｇｒｏｎｄｉｎ、Ｌ．Ｔｈｉｂｏｕｌｔ、Ｐｈ．Ｍｏｕｌｉｎ、Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、およびＡ．Ｓｃｉｏｒｒｅｔｔａ、「Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物のエネルギー管理戦略）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ７ｔｈ ＩＥＥＥ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、合衆国、シカゴ、２０１１年９月６〜９日
【非特許文献４】Ｎ．Ｌｉｎｄｅｎｋｏｍｐ、Ｃ．−Ｐ．Ｓｔoｂｅｒ−Ｓｃｈｍｉｄｔ、およびＰ．Ｅｉｌｔｓ、「Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ＮＯｘ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物においてＮＯｘと粒子状物質排出物を減少させる戦略）」、ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ｎ°２００９−０１−１３０５、２００９
【非特許文献５】Ｏ．Ｐｒｅｄｅｌｌｉ、Ｆ．Ｂｕｎａｒ、Ｊ．Ｍａｎｎｓ、Ｒ．ＢｕｃｈｗａｌｄおよびＡ．Ｓｏｍｍｅｒ、「Ｌａｙｉｎｇ Ｏｕｔ Ｄｉｅｓｅｌ−Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ−Ｃａｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｄｒｉｖｅｓ（乗用車ハイブリッド駆動におけるディーゼルエンジン制御装置のレイアウト）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＡＶ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、１３１〜１５１ページ、２００７年２月１４〜１５日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この種類の経験的な戦略では、最適な軌跡を見出すことはできず、勾配の調整は、エンジンと、その較正、そして駆動モデルに依存する。実際、これらの勾配の複数の制限事項は、サイクルごとに較正しなければならない。
【００１４】
本発明の目的は、熱エンジンの排出物を最小にするトルク軌跡が定められている乗り物用のハイブリッド駆動装置を制御する方法を提供することである。本方法は、過渡動作過程中に、電気機械のトルク設定点と熱エンジンのトルク設定点との間の分配を修正するものである。その原理は、熱エンジンのトルク設定点の動力学を制限することにある。電気機械は、車輪の要求を満たすようにトルク補償を実現する。そのため、本発明によれば、ハイブリッド駆動装置のディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物がモデル化され、このモデルはハイブリッド駆動装置の構成要素の複数のトルク設定点を定めるように使用される。
【００１５】
このモデルの利点は、トルク軌跡の計算において、排出物の生成を左右する物理現象が考慮されることにある。また、関連する複数の物理現象を考慮した複数のモデルを使用することにより、本方法の実装が確実になり、１つの調整パラメータの較正で良くなるため、その調整が簡単になる。さらに、本制御方法によって、ハイブリッド化に伴う燃料消費の利点を維持しながら、過渡部分におけるＮＯｘ排出物を減少させることができる。そのうえ、本発明の方法は、従来の（静的な）戦略を補い、ハイブリッド乗り物の管理における静的および過渡的な目的を分離することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが求められており、
前記ディーゼルエンジンの排出物を前記ディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを前記ＮＯｘ排出モデルと前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ、ｓから計算し、
前記ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを前記動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘから導き出し、
前記電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇの関数として求め、
その両方の前記動的トルク設定点を前記駆動装置に適用する、
ことを特徴とする方法に関する。
【００１７】
一実施態様において、前記窒素酸化物排出モデルはディーゼルエンジン回転数とエンジンシリンダ内の最高温度とに依存している。
【００１８】
前記ディーゼルエンジンは、燃焼気体を前記ディーゼルエンジンのシリンダの上流の吸気マニフォールドに導く排気ガス再循環装置を備えており、前記ＮＯｘ排出モデルは前記ディーゼルエンジンの前記吸気マニフォールド内の燃焼気体分率Ｆｅｓｔ１に依存していることが有利である。
【００１９】
好ましくは、ＮＯｘ排出物は以下の公式によってモデル化される。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ここで、
α１からα７：ＮＯｘモデルの較正係数、
Ｎｅ：ディーゼルエンジン回転数、
【００２２】
【数２】
【００２３】
Ｆ１：ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっている場合における、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率、（他の場合には、この値はゼロ）
ＮＯｘ：ＮＯｘ排出物レベルである。
【００２４】
一実施態様において、ＮＯｘ排出閾値がディーゼルエンジンに対して定義され、ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは閾値の関数として計算される。
【００２５】
その代わりに、ＮＯｘ排出削減因子ξを設定可能で、ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは削減因子ξの関数として計算される。
【００２６】
さらに、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点の導き出された値は、ＮＯｘ排出モデルを逆転することによって求められる。
【００２７】
前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは、エネルギースーパバイザ、特にハイブリッド駆動装置に備わっている疑似静的エネルギースーパバイザによって駆動装置トルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められることが好ましい。
【００２８】
また、本発明は、上記の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにも関する。プログラムは、通信ネットワークからダウンロード可能でもよいし、コンピュータが読み取り可能な媒体に記録されていてもよいし、コントローラが実行可能な媒体に記録されてもよい。また、このプログラムは、プログラムがコントローラ上で実行されるときに、上記の方法を実装する複数のプログラムコード命令を有している。
【００２９】
さらに本発明は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置にさらに関する。駆動装置は、前述の制御方法によって制御される。過渡状態における駆動装置の制御は、疑似静的エネルギースーパバイザに対して縦続して行うことができる。
【００３０】
また、本発明は、本発明のハイブリッド駆動装置を有していることを特徴とする乗り物、特に自動車にも関する。
【００３１】
本発明の方法のその他の特徴と利点とは、添付の図面を参照して、非限定的な例により説明する実施形態の以降の説明を読むことで明らかになろう。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ハイブリッド駆動装置における熱エンジンの過渡排出物を、それらの発生に関わる複数の物理的現象を考慮することによって、減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】乗り物の速度に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｂ】吸気マニフォールド内の燃焼気体分率に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｃ】エンジン回転数に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｄ】ＮＯｘ排出物に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図２ａ】過渡状態でのエンジントルク勾配（ｄＴ）のＮＯｘ排出物に対する影響を示す図である。
【図２ｂ】過渡状態でのエンジントルク勾配（ｄＴ）のＮＯｘ排出物に対する影響を示す図である。
【図３】熱エンジントルクと窒素酸化物排出の動的設定点を示す図である。
【図４】動的戦略の流れ図である。
【図５ａ】熱エンジンのトルク設定点軌跡の計算の流れ図であって、ＮＯｘ排出モデルを示す流れ図である。
【図５ｂ】熱エンジンのトルク設定点軌跡の計算の流れ図であって、具体的な実施形態を示す流れ図である。
【図６】ＮＯｘ設定点の計算の原理を示す図である。
【図７】シリンダの最高温度マップを示す図である。
【図８ａ】熱エンジントルクに関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｂ】電気モータトルクに関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｃ】燃焼気体分率に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｄ】シリンダ温度に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｅ】ＮＯｘ排出物に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｆ】ＮＯｘ排出物に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】様々な減少因子についてのＮＯｘ排出物の関数としての燃料消費の進展を示す図である。
【図１０】削減因子の関数としてのＦＴＰサイクル内の過渡ＮＯｘ排出物の部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下で説明する本実施形態の方法によって、ハイブリッド駆動装置のＮＯｘ排出物を減少させることができる。また、ＮＯｘ排出物を予測できるＮＯｘ排出モデルを使用して２つの静的な動作点の間の複数の過渡過程を管理することができる。このモデルによって、内燃エンジンのトルクの関数として、ハイブリッド駆動装置のＮＯｘ排出物を求めることができる。
【００３５】
本方法は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンとからなる乗り物（特に自動車）のハイブリッド駆動装置の制御を可能にする。過渡状態について、以下の段階が実施される：
熱エンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓを得て、
ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できるＮＯｘ排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘをＮＯｘ排出モデルから計算し、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓの関数として求め、
ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを導き出し、
電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを求め、
それらの両動的トルク設定点を駆動装置に適用する。
【００３６】
用語
以降の説明において、以下の表記を使用する。
ξ：ＮＯｘピーク削減因子［単位％］
β：ＮＯｘ設定点初期化閾値［単位ｐｐｍ］
αｉ：ＮＯｘ排出物モデルの較正パラメータ[無単位]
Ｆｓｐ１：吸気マニフォールド内の燃焼気体質量分率設定点［単位％］
Ｆｅｓｔ１：吸気マニフォールド内の燃焼気体質量分率の予測値［単位％］
Ｎｅ：熱エンジン回転数［単位ｒｐｍ］
Ｔｓｐｐｗｔ：駆動装置の静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｅｎｇ，ｓ：駆動装置のトルク設定点の関数としての、達成される熱エンジンの静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｍｏｔ，ｓ：駆動装置のトルク設定点の関数としての、達成される電気機械の静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｅｎｇ：動的熱エンジントルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｍｏｔ：動的電気機械トルク設定点［単位Ｎｍ］
【００３７】
【数３】
【００３８】
【数４】
【００３９】
ΔＮＯｘ：目標定常点に対するＮＯｘピーク振幅［単位ｐｐｍ］
εＮＯｘ：ＮＯｘ排出物誤差［単位ｐｐｍ］
【００４０】
【数５】
【００４１】
ＮＯｓｘ：定常点でのＮＯｘ排出物の値［単位ｐｐｍ］
ＮＯｘ（ｔ）：基準トルク遷移によって発生するＮＯｘ排出物［単位ｐｐｍ］
ＮＯｓｐｘ：ＮＯｘ排出物設定点［単位ｐｐｍ］
この方法の原理は、遷移動作過程中のＮＯｘ排出物を最小化する熱エンジントルク軌跡の計算にある。図３は、このような方法の原理を示す図である。それは、トルク設定点が点Ａと点Ｂとの間の範囲で変動するときに、過渡ＮＯｘ排出物の超過をもたらすかどうかを判断することにある。太線で表された曲線は、本発明の方法を使用して得られた熱エンジントルクの変動とその変動に応じたＮＯｘ排出物の変動とを示しており、複数の点線は
瞬間的に熱エンジントルクが変動した場合における、その熱エンジントルク変動とその変動に応じたＮＯｘ排出物の変動とを示している。
【００４２】
好ましい実施形態においては、駆動装置に、排気ガス循環回路（ＥＧＲ）が備わっている。この場合、一般的に、高エンジントルク変動が、空気ループ（吸気と排気ガスの再循環）の大きな逸脱の原因となる。さらに、燃焼室内の熱動力学状態が定常状態から逸脱し、ＮＯｘ排出物が増加する。そのため、熱エンジントルクの新しい軌跡を計算することが好ましい。この新しいトルク設定点を求める方法は、２つの静的トルク点（ＡとＢ）の間で排出物を最小にできる軌跡を求めることを可能にするＮＯｘ排出モデルを使用する。点Ａから点Ｂへの遷移は、もはや即時に行われるものではなく、点Ｂ’に向かう軌跡に沿って行われる。この過程の間に、熱エンジントルクは、車輪トルク要求が満たされるように、電気機械によって補償される。したがって、この方法では、ＮＯｘ排出の逸脱につながる要求を限定するような熱エンジントルクの補償を行うことになる。
【００４３】
実施形態の提示
以下で説明する実施形態は、燃焼気体再循環回路を備えたディーゼルエンジンに関する。さらに、本実施形態において、静的または疑似静的な型式のエネルギースーパバイザによって、定常状態におけるハイブリッド駆動装置の複数のトルク設定点を求めることができる。
【００４４】
段階１）トルク設定点の取得
本発明の最終的な目的は、過渡部分でのＮＯｘ排出物を減少させることである。遷移状態と呼ばれるものは、静的トルク設定点から第２の静的トルク設定点への移動である。
【００４５】
図４に示したように、熱エンジンに適用される静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓと電気機械に適用される静的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔ，ｓとは、駆動系のトルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められる。これらの静的トルク設定点は、エネルギースーパバイザによって求められ、それに縦続する形で本発明の制御方法が実装される。このエネルギースーパバイザ（特に疑似静的な型式のエネルギースーパバイザ）の目的は、熱エンジンおよび電気機械の複数の動作点と、したがって複数のトルク設定点とを選択することである。本発明は、ＥＣＭＳ型の疑似静的エネルギースーパバイザを補完する。しかし、本発明は疑似静的エネルギースーパバイザとは完全に独立しており、任意のエネルギースーパバイザの下流で動作することができる。駆動装置のトルク設定点Ｔｓｐｐｗｔは、車輪トルク要求、特に乗り物のドライバによって要求される車輪トルク要求に対応している。
【００４６】
段階２）ＮＯｘ排出モデルの構成
動的ＮＯｘ排出設定点は、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物を求めるＮＯｘ排出モデルから計算される。ＮＯｘ排出モデルと呼ばれるものは、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をハイブリッド駆動装置のディーゼルエンジンのトルクの関数として予測できるモデルのことである。このモデルがエンジンのＮＯｘ排出物を正確に表すようにするためには、このモデルは、使用される駆動装置のディーゼルエンジンに対して較正されなければならず、さらに、熱エンジン回転数Ｎｓなどディーゼルエンジンの動作条件に依存しなければならない。なお、形容詞「動的」は、ＮＯｘ排出設定点が、遷移状態、つまり２つの定常状態動作点の間に適用される設定点であることを示しており、この設定点は時間の関数として進展する。
【００４７】
このモデルは、以降で動的ＮＯｘ排出設定点から動的トルク設定点を求められるように、反転可能である。このモデルとしては、半経験的ＮＯｘ排出モデルを使用することができる。
【００４８】
本明細書では、トルク軌跡は、図４に示すように、静的な計算に対して従属して計算される。これにより、静的最適化戦略によって計算された静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは修正されて、動的トルク設定点がＴｓｐｅｎｇとして算出される。なお、熱エンジンのトルク設定点、電気機械のトルク設定点、および、ハイブリッド駆動装置のトルク設定点を関連付ける複数の関係は数６に示すように変化しないままである。
【００４９】
【数６】
【００５０】
ＮＯｘ排出物は、半経験的モデルによって以下のように計算される。
【００５１】
【数７】
【００５２】
これは、排出物に対して、エンジン回転数Ｎｓ、吸気部分での燃焼気体分率Ｆ１およびシリンダ内の最高温度
【００５３】
【数８】
【００５４】
を関連付ける相関を示す。これらの数値が選択される理由は、これらの数値がディーゼルエンジンの燃焼室内におけるＮＯｘ生成に関連しているからである。このモデルは以下の文献に詳細が記述されている。
Ｊ．Ｃ．Ｓｃｈｍｉｔｔ、Ｍ．Ｆｒｅｍｏｖｉｃｉ、Ｏ．ＧｒｏｎｄｉｎおよびＦ．Ｌｅ Ｂｅｒｒ、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（パワートレイン開発を支援する圧縮点火エンジンモデル）」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ、リュエイユ＝マルメゾン、フランス、２００９年１１月３０日〜１２月２日。
【００５５】
数７における関数φは、具体的には、
【００５６】
【数９】
【００５７】
で与えられる。
【００５８】
係数αｉは、半物理ＮＯｘモデルの較正パラメータである。各係数の値は、エンジンテストベンチ上の試験などの実験データから計算され、エンジンに対して有効である。一般に、熱エンジンの較正から得られるデータは、この型のモデルの較正のためには満足いくものである。
【００５９】
段階３）ＮＯｘ排出設定点の計算
図５ａは、一般的な条件において、過渡状態における熱エンジンの動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｘｓｐｘを計算するための原理を示している。本方法では、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物を求めるＮＯｘ排出モデルが使用されている。
【００６０】
図５ｂは、本実施形態の特別な場合における、上記の計算の原理を示している。駆動装置のモデルは、ＮＯｘ排出物を表すモデルとエンジン空気ループ動力学を表すモデルに基づいている。空気ループ（１０）は、吸気回路と排気ガス再循環回路全体である。これら２つのモデルの複雑さは、電子計算機内に実時間を用いて実装できるエネルギー最適化戦略内への組み込みに合わせている。これは、複数のＮＯｘ排出物と、エンジン吸気部分での燃焼気体分率の動力学を表している純粋な遅れを有している１次フィルタについての半経験的モデル（または「グレーボックス」モデル）である。
【００６１】
これらのＮＯｘ排出物と燃焼気体の動力学の複数のモデルとは、エンジン回転数Ｎｅと、マニフォールド内の燃焼気体分率設定点Ｆｓｐｌとに依存する。マニフォールドは、ディーゼルエンジンのシリンダの上流にあり、燃焼気体分率設定点Ｆｓｐｌは、エンジン回転数Ｎｅおよびトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓに依存している写像（関数）によって与えられる。
【００６２】
この図５ｂは、トルク軌跡の計算における２つの主要な段階、すなわち、複数の過渡動作条件下で排出されるＮＯｘ排出物を求める段階と、基準の場合に比べて減少した排出設定点からエンジントルク設定点の新規の軌跡を計算する段階とを示している。先ず、ＮＯｘモデルに静的な最適化に起因するトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが入力される。モデルは、現在の設定点に依存し、過去の計算ステップには依存せずに、そのモデルが補正されない場合に発生するＮＯｘピーク振幅を求める。この値は、新しいトルク軌跡の計算においてＮＯｘ設定点の計算の基礎となる。まとめると、ＮＯｘモデルと空気ループ動力学モデルによって、排出物のピークを制限するような、装置特有の動力学に関するトルク設定点のフィルタリングを確実に行うことができる。
【００６３】
このモデルにおいて、ＮＯｘ排出注意率は、初期のＮＯｘピークの注意率の振幅に対応している調整パラメータξによって定められる。したがって、ＮＯｘの削減をパラメータξの値によって調整することができる。例えば、図６において、２つの動作点の間の過渡状態は、ＮＯｓｘで表されている定常状態排出レベルの超過につながる可能性がある。この超過の振幅は、
【００６４】
【数１０】
【００６５】
によって表される。したがって、パラメータξを調整することによって、外部の複数の条件に制御を適合させることができる。例えば、低排出物レベルの乗り物の侵入が許可されている都市部の地域の場合、パラメータは、その目的に合うように適合することができる。
【００６６】
顕著な超過の場合、調整パラメータξによって、それを横切ることが設定点の役割を果たすことになる許容可能な閾値
【００６７】
【数１１】
【００６８】
を定める。ここでΔＮＯｘは、定常状態排出物レベルと最大過渡状態ピーク値との差である。
【００６９】
【数１２】
【００７０】
ここでＮＯｓｘは複数の定常状態条件下でのＮＯｘ排出レベルである。パラメータξによって、過渡状態補正の強度を調整することができる。パラメータξがゼロの場合、ＮＯｘ制限戦略が非アクティブになる。パラメータξがゼロでない場合、許容可能な超過値が定められる。
【００７１】
ＮＯｘ排出モデル、例えば、方程式（４）は、以下の計算に使用される。
ｉ．定常動作点の静的な値ＮＯｓｘ
ｉｉ．動的ＮＯｘ排出設定点を定めることができる基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって発生する排出物の瞬間値
ｉｉｉ．制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）。なお、この値は本方法の進行には有用ではないが、この値によって過渡状態中に発生するＮＯｘ排出物の値を知ることができる。
【００７２】
ｉ．定常動作点での静的な値ＮＯｓｘの計算について
定常状態動作点でのＮＯｘ排出物の静的な値ＮＯｓｘは、
【００７３】
【数１３】
【００７４】
で得られる。ここで、
【００７５】
【数１４】
【００７６】
はエンジン回転数Ｎｅと定常状態動作点でのトルク値とに従う写像ψ（図７）から計算されたシリンダ内の最高温度である。
【００７７】
【数１５】
【００７８】
また、Ｆｓｐｌは、定常状態動作点での吸気マニフォールド内の燃焼気体分率設定点である。これは、エンジン回転数とトルク設定点とに従う写像ｆによって、以下のように与えられる。
【００７９】
【数１６】
【００８０】
方程式（７）を（９）と組み合わせることによって、定常状態動作点におけるＮＯｘ排出物の値ＮＯｓｘが、ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓとディーゼルエンジン回転数Ｎｅの関数として得られる。
【００８１】
ｉｉ．基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値の計算について
基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値は次のように与えられる。
【００８２】
【数１７】
【００８３】
ここでＴｓｐｃｙｌはシリンダ内の最高温度（ＮＯｓｘの計算の場合と同じ値、方程式（８））であり、Ｆｅｓｔｌ（ｔ）は吸気マニフォールド内の予測される燃焼気体分率である。これは、吸気部分での燃焼気体の動力学に関連している。気体の搬送動力学モデルは、数１８のように、純粋な遅延に関連する１次のフィルタである。
【００８４】
【数１８】
【００８５】
ここで、フィルタ時定数τと純粋な遅延ｔｒとはエンジン回転数の関数として、以下のようにパラメータ化されている。
【００８６】
【数１９】
【００８７】
相関係数ｋｒおよびｋτによって、燃焼気体動力学を調整することが可能であり、それらは遷移排出物制限戦略を調整する２つのパラメータとなる。例えば、それらは、エンジンテストベンチ上での試験中に実験的に求めることができる。基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値は、方程式（４）によって記述される定常状態点ΔＮＯｘに関連しているＮＯｘピークの振幅の計算に関連している。
【００８８】
【数２０】
【００８９】
の値は、遷移排出ピークの最大振幅から計算され、誤差εＮＯｘが設定閾値βよりも大きい限り一定である。εＮＯｘは基準トルク遷移によって発生する排出物と定常点の値ＮＯｓｘとの間の誤差を表している。装置が一旦定常状態になると、
【００９０】
【数２１】
【００９１】
を静的な値ＮＯｓｘに線形化する必要がある。この条件は、２つの連続した遷移の独立性を保証する。最後に、ＮＯｘピークの最大値が以下のように記述される。
【００９２】
【数２２】
【００９３】
ここで
【００９４】
【数２３】
【００９５】
である。
【００９６】
方程式（６）に対して、この値
【００９７】
【数２４】
【００９８】
と前の段階で求められている定常動作点でのＮＯｘ排出物の値ＮＯｓｘを代入することによって、ΔＮＯｘを計算し、それから方程式（５）を適用することによって動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを求める。
【００９９】
ｉｉｉ．制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）の計算について
制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）は以下の式で与えられる
【０１００】
【数２５】
【０１０１】
この量は本方法では使用されない。しかし、この値から複数の遷移条件下で発生する排出物の情報が得られる。この値は、通常のトルク遷移によって発生する排出物の予測された値よりも常に小さい。方程式（１６）において、Ｆｅｓｔｌは予測された吸気成分（ＮＯｘ（ｔ）の計算についての値と同じ値、方程式（１１））であり、
【０１０２】
【数２６】
【０１０３】
は、以下のように、修正されたトルク設定点から計算されるシリンダ内の最高温度である。
【０１０４】
【数２７】
【０１０５】
段階４）ディーゼルエンジン動的トルク設定点を導き出す
一度、設定点ＮＯｓｐｘが計算されると、新しい動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを計算できるようにＮＯｘ排出モデルが反転される。ＮＯｘ排出モデルには、戦略において２つの目的がある。最初に、静的な最適化戦略に起因するトルク設定点に対する装置の応答を計算し、それからＮＯｘ設定点を導き出すことができる。そして、ＮＯｘ設定点を反転し、この設定点を満たしているトルク軌跡を計算することができる。
【０１０６】
実施形態において、前述の複数の方程式（特に（６）と（８））は反転することができる。修正されたトルク軌跡は、以下の数２８のように、方程式（８）によって記述されている最高シリンダ温度モデルを反転することによって得られる。
【０１０７】
【数２８】
【０１０８】
ここで、温度
【０１０９】
【数２９】
【０１１０】
は、排出物が設定点ＮＯｓｐｘを満たすような燃焼室内の最高温度軌跡に対応している。温度
【０１１１】
【数３０】
【０１１２】
は、方程式（５）によって与えられる排出モデルを反転することによって、そして設定点ＮＯｓｐｘと吸気部分での気体組成の予測値から、以下のように計算される。
【０１１３】
【数３１】
【０１１４】
ここで、関数φ−１は以下のように書かれる。
【０１１５】
【数３２】
【０１１６】
方程式（１８）と（２０）とを組み合わせることによって、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇが得られ、この設定点は、エンジン回転数Ｎｅ、吸気マニフォールド内の予測される燃焼気体分率Ｆｅｓｔｌ、および動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘに依存している。
【０１１７】
段階５）電気機械の動的トルク設定点を求める
本発明による方法は、車輪トルク要求が満たされるように複数の遷移条件下での熱エンジントルク補償を少なくとも１つの電気機械によって実現する。そのため、電気機械の動的トルク設定点を求める必要がある。このトルク設定点は、方程式（１）によって、以下のように求めることができる。
【０１１８】
【数３３】
【０１１９】
段階６）動的トルク設定点の適用
本発明によって、ハイブリッド装置の駆動手段のトルク設定点を求めることができる。これらの設定点を熱エンジンと電気機械とに適用することによって、排出物が削減され、燃料消費も限定される。
【０１２０】
静的状態における最適化と遷移状態における最適化の２つの層を区分することによって、遷移最適化に対する高頻度高周波と静的な部分に対する低頻度の２つのサンプリング期間に分離することができる。動的な最適化期間は、エンジンに関する物理現象、本例の場合では、排出物の生成に対して適している。
【０１２１】
本方法の複数のパラメータと大きさの度合いとを表２（本戦略の調整パラメータの一覧）にまとめている。
【０１２２】
【表２】
【０１２３】
（変形例）
本発明を好ましい実施形態の場合において説明した。しかし本発明は、組み合わせ可能な異なる複数の変形例にも関連させることができる。
【０１２４】
段階１）トルク設定点の取得
静的トルク設定点は、特にハイブリッド駆動装置にエネルギースーパバイザが備わっていない実施形態においては、静的または疑似静的な種類のエネルギースーパバイザからの要求ではなく自動車のドライバの要求に直接起因していてもよい。
【０１２５】
段階２）ＮＯｘ排出モデルの構成
熱エンジンに排気ガス再循環回路が備わっていない場合、エンジン回転数とシリンダ温度だけに依存している反転可能なＮＯｘ排出モデル
【０１２６】
【数３４】
【０１２７】
を用いることが可能である。このシリンダ温度は熱エンジントルク設定点（
【０１２８】
【数３５】
【０１２９】
は有効なまま）の関数である。好ましい実施形態では、このＮＯｘ排出モデルはエンジンテストベンチ上での実験試験に関連させることによって得られた半経験的モデルである。たとえば、方程式（４）は、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率がゼロであると仮定することによって書き直すことが可能である。この場合、次の式を得る。
【０１３０】
【数３６】
【０１３１】
段階３）ＮＯｘ排出設定点の計算
ＮＯｘ排出減衰率を求めるために調整パラメータξを使用する代わりに、超過すべきではないＮＯｘ排出閾値Ｓを定めることが可能で、この閾値Ｓはどのような静的な状態に到達しようが固定したり、目標の定常動作点に依存させたりすることができる。そのため方程式ＮＯｓｐｘ≦Ｓを満たさなければならない。この不等式は、段階ｉｉ）で前述の実施形態の方程式（３）の代わりに導入される。この閾値は、排出物に関する施行されている法律によって設定することができる。
【０１３２】
段階４）ディーゼルエンジン動的トルク設定点を導き出す
ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっていないときには、ディーゼルエンジン動的トルク設定点
【０１３３】
【数３７】
【０１３４】
と、そして
【０１３５】
【数３８】
【０１３６】
を導き出すように、ＮＯｘ排出モデル
【０１３７】
【数３９】
【０１３８】
が反転される。
【０１３９】
段階５）電気機械の動的トルク設定点を求める
電気機械の能力（動作範囲）を考慮した他の種類の補償を本発明の制御方法において使用することができる。例えば、電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔが電気機械によって許容される最大トルクを超える場合、電気機械のトルク設定点は、この最大トルクに設定され、それから熱エンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇが電気機械の動的トルク設定点の変化に動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを適合させることによって再計算される。したがってハイブリッド駆動装置の複数の構成要素が最適に使用されるが、排出物削減は最適ではない。
【０１４０】
応用例
この部分で示す結果は、パラレル構成のディーゼルハイブリッド乗り物のシミュレーションから得られる。ディーゼルエンジンには燃焼気体再循環装置が備わっている。熱エンジンモデルは排出物、特にＮＯｘ排出物を予測可能な物理モデルである。そのようなモデルは、例えば、以下の文献に記載されている。
Ｒ．Ｌｅｂａｓ、Ｇ．Ｍａｕｖｉｏ、Ｆ．Ｌｅ ＢｅｒｒおよびＡ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ，、「Ａ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｍｏｄｅｌ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎ−ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ（制御戦略に適合しているモデルディーゼルエンジン燃焼とシリンダ内汚染物質排出物に対する現象的アプローチ）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ、リュエイユ＝マルメゾン、フランス、２００９年１１月３０日〜１２月２日
このモデルは、ユーロ６ディーゼルエンジン上で実施された試験から較正された。過渡条件下における排出物制限の戦略が、原理が最適制御に基づいている静的エネルギースーパバイザに結合されている。これは前述の文献に示されている。
【０１４１】
Ｏ．Ｇｒｏｎｄｉｎ、Ｌ．Ｔｈｉｂｏｕｌｔ、Ｐｈ．Ｍｏｕｌｉｎ、Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、およびＡ．Ｓｃｉｏｒｒｅｔｔａ、「Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物のエネルギー管理戦略）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ７ｔｈ ＩＥＥＥ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、合衆国、シカゴ、２０１１年９月６〜９日。
【０１４２】
図８ａから８ｆは、制御方法が作動しているＦＴＰ駆動サイクルの部分を示している。具体的には、先ず、複数の定常動作点は修正されていないことが示されている。他方、過渡状態において、熱エンジンのトルクは制限されている（図８ａ）。制限は吸気部分の位置で燃焼気体分率の設定点と予測との間に大きな違いがある過程で動作する（図８ｃ）。この場合、内部ＮＯｘモデルは、定常状態における予測レベルを大きく超過することを予測する。トルク分布は変化しており、電気機械は熱エンジン動力学を制限できるようにする（図８ｂ））。これらの過程の間に出現する複数の排出のピーク（図８ｆ））が大幅に減少する。排出物のピークの減少はシリンダ内の温度の制限に起因していることがわかる（図８ｄ））。実際に、この量は、運動学的なＮＯｘ生成機構において非常に重要である。これらの結果は、ＮＯｘ排出物の生成を左右する複数の物理量をエネルギースーパバイザにおいて考慮することが良好な結果につながることを示している。
【０１４３】
図９は、ＦＴＰドライビングサイクルにおいて、これらのシミュレーションについて調整パラメータξの値を走査させて得られるハイブリッド乗り物消費とＮＯｘ排出物とを示している。これらの結果は、乗り物の消費を変えずにＮＯｘ排出物の値を減少させることができるようにするこのパラメータの複数の値を見つけることができることを示している。これは、ξが１０％と４０％との間にある場合である。大きい値については、排出物は連続して減少するが、消費は際だって増加する可能性がある。この場合、パラメータξによって、ＮＯｘ排出物と燃料消費との間での妥協を調整することができる。ともかくも、ＦＴＰサイクルにおける過渡ＮＯｘ排出物の部分は図１０に示しているようにパラメータξが増加すると減少する。
【０１４４】
さらに、本発明の方法は、以下の利点がある。
【０１４５】
遷移過程中にオンライン排出物レベルの修正を可能にする。
【０１４６】
関連している物理現象モデルを使用している。
【０１４７】
ＮＯｘ排出物予測についての（相関型の）半物理モデルと空気ループ動力学モデルとによって調整パラメータの数が限定される。
【０１４８】
本方法は圧縮点火エンジンを備えているハイブリッド乗り物に適しているが、火花点火エンジンに適している可能性もある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御の分野に関し、特に、排出物を減らすための乗り物用ハイブリッド駆動装置の過渡状態制御に関する。
【０００２】
ハイブリッド乗り物は、乗り物の駆動するために、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの熱エンジンとを有している乗り物である。
【背景技術】
【０００３】
ある定常動作点から他の定常動作点への変化によって発生される過渡状態における内燃エンジンからの排出物に考慮することは、非常に重要な課題である。実際、現在のエンジンからの排出物は、動作の逸脱に対して非常に敏感である。さらに、将来承認されるドライブサイクルには、より多くの過渡規制が課されることになる。ディーゼルエンジンを備えているハイブリッド乗り物の場合、問題は２つの側面があり、一方では、定常状態動作点において、ＮＯｘ排出物（窒素酸化物：熱エンジンによって排出される汚染物質）と燃料消費との間で妥協を図らなくてはならず、他方では、ＮＯｘ排出のピークが観測されるエンジンの過渡動作規制を管理しなければならない。
【０００４】
図１ａから１ｄは、過渡状態における排出物問題の一例を示している。この例は、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を備えているハイブリッド駆動装置に対するＮＥＤＣ（新ヨーロッパドライビングサイクル：ヨーロッパの道路で遭遇する条件を再現可能に模倣することを意図した自動車のドライブサイクルであり、乗り物の消費と排出物とを計測するために主に使用される）形式のドライビングサイクルにおける、都市外部型の第１の加速度を示している。ギア比の変化過程では、噴射カットオフが必然的に排気部分での燃料濃度を減少させることになる。このため、加速中に噴射が回復した場合、吸気部分で利用できる燃焼気体が制限される。この場合、吸気部分における燃焼気体分率は設定点に即座に収束することができない。その応答時間は、ＥＧＲ回路内の燃焼気体搬送時間に依存する。このような過渡過程では、吸気部分における気体の組成は、したがって、シリンダにおける気体の組成も、その設定点に収束せず、ＮＯｘ排出物量が静的状態の排出物量を超えてしまう。これらの排出のピークの大きさは、定常状態の元で予想されるレベルと比較して高い。これらのピークは、ドライビングサイクルの種類に応じて異なるが、排出物の累積値内の少なくない部分を占めている。
【０００５】
ヨーロッパドライビングサイクル（ＮＥＤＣ）全体では、過渡部分でのＮＯｘ排出物は、全ＮＯｘ排出物の１５％を超えない。一方、ＦＴＰ（連邦試験手順：排出物の計測に合衆国で使用されるドライブサイクル）形式のドライビングサイクルについては、表１に示されたように、過渡部分でのＮＯｘ排出物は、全排出物の４０％を超えている。なお、表１は、２つのドライビングサイクル（ＮＥＤＣとＦＴＰ）のそれぞれに対して計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物との比較と、各サイクルについての全排出物中の過渡部分における排出物の割合とを示している。
【０００６】
【表１】
【０００７】
したがって、過渡部分の排出物を考慮することは、エンジン制御に関する重要な問題である。このような文脈において、熱エンジンのハイブリッド化は、問題解決に対する高い潜在性を有している。その着想は、熱エンジンのトルク設定点を補償する電気機械またはオルタネータスタータを使用することで、過渡条件下において、熱エンジンストレスを制限することである。
【０００８】
エネルギースーパバイザは、このようなハイブリッド駆動装置を制御ために開発されてきた。これには、最適な制御に基づいた幾つかの方法がある。この種類のエネルギースーパバイザは、非特許文献１〜３に記載されている。
【０００９】
しかし、これらのエネルギースーパバイザは、ハイブリッド駆動装置の静的状態の管理には向いているが、過渡状態の管理には適していない。
【００１０】
熱エンジンは、一般的に、純粋な疑似静的装置であると仮定されている。しかしながら、この仮定は、エンジントルクを考慮する場合には容認されるが、排出物を考慮する場合には誤っている。したがって、全排出物に対する、過渡動作過程中に発生する排出物の量は、少なくない。このため、静的スーパバイザによって選択されている２つの定常点間の過渡を考慮することが必要である。
【００１１】
図２ａおよび２ｂは、ＮＯｘ排出物に対するトルク勾配の影響を示している。エンジンの過渡動作過程を管理するために、失われたトルクを与えて車輪の設定点を合わせる電気機械を使用して、熱エンジンから要求されるトルク勾配の値を制限することを意図した経験的な方法が開発されてきている。この種類の経験的方法は非特許文献４および５に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａ．Ｓｃｉａｒｒｅｔｔｏａ、Ｍ．Ｂａｃｋ、およびＬ．Ｇｕｚｚｅｌｌａ、「Ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ（パラレルハイブリッド電気乗り物の最適制御）」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ．２、ｎｏ．３、２００４年５月
【非特許文献２】Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、Ａ．Ｓｃｉａｒｒｅｔｔ、およびＪ．Ｃｈｏｕｖｉｎ、「Ｏｎｌｉｎｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ ｐａｒａｌｌｅｌ ｈｙｂｒｉｄ ｗｉｔｈ ｃｏｓｔａｔｅ ａｄａｐｔｉｏｎ ｒｕｌｅ（共状態適応規則によるパラレルハイブリッドのオンライン最適制御）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ドイツ、ミュンヘン、２０１０年７月１２〜１４日
【非特許文献３】Ｏ．Ｇｒｏｎｄｉｎ、Ｌ．Ｔｈｉｂｏｕｌｔ、Ｐｈ．Ｍｏｕｌｉｎ、Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、およびＡ．Ｓｃｉｏｒｒｅｔｔａ、「Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物のエネルギー管理戦略）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ７ｔｈ ＩＥＥＥ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、合衆国、シカゴ、２０１１年９月６〜９日
【非特許文献４】Ｎ．Ｌｉｎｄｅｎｋｏｍｐ、Ｃ．−Ｐ．Ｓｔoｂｅｒ−Ｓｃｈｍｉｄｔ、およびＰ．Ｅｉｌｔｓ、「Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ＮＯｘ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物においてＮＯｘと粒子状物質排出物を減少させる戦略）」、ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ｎ°２００９−０１−１３０５、２００９
【非特許文献５】Ｏ．Ｐｒｅｄｅｌｌｉ、Ｆ．Ｂｕｎａｒ、Ｊ．Ｍａｎｎｓ、Ｒ．ＢｕｃｈｗａｌｄおよびＡ．Ｓｏｍｍｅｒ、「Ｌａｙｉｎｇ Ｏｕｔ Ｄｉｅｓｅｌ−Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ−Ｃａｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｄｒｉｖｅｓ（乗用車ハイブリッド駆動におけるディーゼルエンジン制御装置のレイアウト）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＡＶ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、１３１〜１５１ページ、２００７年２月１４〜１５日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この種類の経験的な戦略では、最適な軌跡を見出すことはできず、勾配の調整は、エンジンと、その較正、そして駆動モデルに依存する。実際、これらの勾配の複数の制限事項は、サイクルごとに較正しなければならない。
【００１４】
本発明の目的は、熱エンジンの排出物を最小にするトルク軌跡が定められている乗り物用のハイブリッド駆動装置を制御する方法を提供することである。本方法は、過渡動作過程中に、電気機械のトルク設定点と熱エンジンのトルク設定点との間の分配を修正するものである。その原理は、熱エンジンのトルク設定点の動力学を制限することにある。電気機械は、車輪の要求を満たすようにトルク補償を実現する。そのため、本発明によれば、ハイブリッド駆動装置のディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物がモデル化され、このモデルはハイブリッド駆動装置の構成要素の複数のトルク設定点を定めるように使用される。
【００１５】
このモデルの利点は、トルク軌跡の計算において、排出物の生成を左右する物理現象が考慮されることにある。また、関連する複数の物理現象を考慮した複数のモデルを使用することにより、本方法の実装が確実になり、１つの調整パラメータの較正で良くなるため、その調整が簡単になる。さらに、本制御方法によって、ハイブリッド化に伴う燃料消費の利点を維持しながら、過渡部分におけるＮＯｘ排出物を減少させることができる。そのうえ、本発明の方法は、従来の（静的な）戦略を補い、ハイブリッド乗り物の管理における静的および過渡的な目的を分離することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが求められており、
前記ディーゼルエンジンの排出物を前記ディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを前記ＮＯｘ排出モデルと前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ、ｓから計算し、
前記ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを前記動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘから導き出し、
前記電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇの関数として求め、
その両方の前記動的トルク設定点を前記駆動装置に適用する、
ことを特徴とする方法に関する。
【００１７】
一実施態様において、前記窒素酸化物排出モデルはディーゼルエンジン回転数とエンジンシリンダ内の最高温度とに依存している。
【００１８】
前記ディーゼルエンジンは、燃焼気体を前記ディーゼルエンジンのシリンダの上流の吸気マニフォールドに導く排気ガス再循環装置を備えており、前記ＮＯｘ排出モデルは前記ディーゼルエンジンの前記吸気マニフォールド内の燃焼気体分率Ｆｅｓｔ１に依存していることが有利である。
【００１９】
好ましくは、ＮＯｘ排出物は以下の公式によってモデル化される。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ここで、
α１からα７：ＮＯｘモデルの較正係数、
Ｎｅ：ディーゼルエンジン回転数、
【００２２】
【数２】
【００２３】
Ｆ１：ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっている場合における、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率、（他の場合には、この値はゼロ）
ＮＯｘ：ＮＯｘ排出物レベルである。
【００２４】
一実施態様において、ＮＯｘ排出閾値がディーゼルエンジンに対して定義され、ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは閾値の関数として計算される。
【００２５】
その代わりに、ＮＯｘ排出削減因子ξを設定可能で、ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは削減因子ξの関数として計算される。
【００２６】
さらに、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点の導き出された値は、ＮＯｘ排出モデルを逆転することによって求められる。
【００２７】
前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは、エネルギースーパバイザ、特にハイブリッド駆動装置に備わっている疑似静的エネルギースーパバイザによって駆動装置トルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められることが好ましい。
【００２８】
また、本発明は、上記の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにも関する。プログラムは、通信ネットワークからダウンロード可能でもよいし、コンピュータが読み取り可能な媒体に記録されていてもよいし、コントローラが実行可能な媒体に記録されてもよい。また、このプログラムは、プログラムがコントローラ上で実行されるときに、上記の方法を実装する複数のプログラムコード命令を有している。
【００２９】
さらに本発明は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置にさらに関する。駆動装置は、前述の制御方法によって制御される。過渡状態における駆動装置の制御は、疑似静的エネルギースーパバイザに対して縦続して行うことができる。
【００３０】
また、本発明は、本発明のハイブリッド駆動装置を有していることを特徴とする乗り物、特に自動車にも関する。
【００３１】
本発明の方法のその他の特徴と利点とは、添付の図面を参照して、非限定的な例により説明する実施形態の以降の説明を読むことで明らかになろう。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ハイブリッド駆動装置における熱エンジンの過渡排出物を、それらの発生に関わる複数の物理的現象を考慮することによって、減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】乗り物の速度に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｂ】吸気マニフォールド内の燃焼気体分率に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｃ】エンジン回転数に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図１ｄ】ＮＯｘ排出物に関して、ＮＥＤＣ駆動サイクルの郊外の部分の第１の加速についての計測されたＮＯｘ排出物と疑似静的ＮＯｘ排出物とを比較するための図である。
【図２ａ】過渡状態でのエンジントルク勾配（ｄＴ）のＮＯｘ排出物に対する影響を示す図である。
【図２ｂ】過渡状態でのエンジントルク勾配（ｄＴ）のＮＯｘ排出物に対する影響を示す図である。
【図３】熱エンジントルクと窒素酸化物排出の動的設定点を示す図である。
【図４】動的戦略の流れ図である。
【図５ａ】熱エンジンのトルク設定点軌跡の計算の流れ図であって、ＮＯｘ排出モデルを示す流れ図である。
【図５ｂ】熱エンジンのトルク設定点軌跡の計算の流れ図であって、具体的な実施形態を示す流れ図である。
【図６】ＮＯｘ設定点の計算の原理を示す図である。
【図７】シリンダの最高温度マップを示す図である。
【図８ａ】熱エンジントルクに関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｂ】電気モータトルクに関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｃ】燃焼気体分率に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｄ】シリンダ温度に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｅ】ＮＯｘ排出物に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図８ｆ】ＮＯｘ排出物に関する本発明のハイブリッド駆動装置の制御の方法のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】様々な減少因子についてのＮＯｘ排出物の関数としての燃料消費の進展を示す図である。
【図１０】削減因子の関数としてのＦＴＰサイクル内の過渡ＮＯｘ排出物の部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下で説明する本実施形態の方法によって、ハイブリッド駆動装置のＮＯｘ排出物を減少させることができる。また、ＮＯｘ排出物を予測できるＮＯｘ排出モデルを使用して２つの静的な動作点の間の複数の過渡過程を管理することができる。このモデルによって、内燃エンジンのトルクの関数として、ハイブリッド駆動装置のＮＯｘ排出物を求めることができる。
【００３５】
本方法は、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンとからなる乗り物（特に自動車）のハイブリッド駆動装置の制御を可能にする。過渡状態について、以下の段階が実施される：
熱エンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓを得て、
ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できるＮＯｘ排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘをＮＯｘ排出モデルから計算し、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓの関数として求め、
ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを導き出し、
電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを求め、
それらの両動的トルク設定点を駆動装置に適用する。
【００３６】
用語
以降の説明において、以下の表記を使用する。
ξ：ＮＯｘピーク削減因子［単位％］
β：ＮＯｘ設定点初期化閾値［単位ｐｐｍ］
αｉ：ＮＯｘ排出物モデルの較正パラメータ[無単位]
Ｆｓｐ１：吸気マニフォールド内の燃焼気体質量分率設定点［単位％］
Ｆｅｓｔ１：吸気マニフォールド内の燃焼気体質量分率の予測値［単位％］
Ｎｅ：熱エンジン回転数［単位ｒｐｍ］
Ｔｓｐｐｗｔ：駆動装置の静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｅｎｇ，ｓ：駆動装置のトルク設定点の関数としての、達成される熱エンジンの静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｍｏｔ，ｓ：駆動装置のトルク設定点の関数としての、達成される電気機械の静的トルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｅｎｇ：動的熱エンジントルク設定点［単位Ｎｍ］
Ｔｓｐｍｏｔ：動的電気機械トルク設定点［単位Ｎｍ］
【００３７】
【数３】
【００３８】
【数４】
【００３９】
ΔＮＯｘ：目標定常点に対するＮＯｘピーク振幅［単位ｐｐｍ］
εＮＯｘ：ＮＯｘ排出物誤差［単位ｐｐｍ］
【００４０】
【数５】
【００４１】
ＮＯｓｘ：定常点でのＮＯｘ排出物の値［単位ｐｐｍ］
ＮＯｘ（ｔ）：基準トルク遷移によって発生するＮＯｘ排出物［単位ｐｐｍ］
ＮＯｓｐｘ：ＮＯｘ排出物設定点［単位ｐｐｍ］
この方法の原理は、遷移動作過程中のＮＯｘ排出物を最小化する熱エンジントルク軌跡の計算にある。図３は、このような方法の原理を示す図である。それは、トルク設定点が点Ａと点Ｂとの間の範囲で変動するときに、過渡ＮＯｘ排出物の超過をもたらすかどうかを判断することにある。太線で表された曲線は、本発明の方法を使用して得られた熱エンジントルクの変動とその変動に応じたＮＯｘ排出物の変動とを示しており、複数の点線は
瞬間的に熱エンジントルクが変動した場合における、その熱エンジントルク変動とその変動に応じたＮＯｘ排出物の変動とを示している。
【００４２】
好ましい実施形態においては、駆動装置に、排気ガス循環回路（ＥＧＲ）が備わっている。この場合、一般的に、高エンジントルク変動が、空気ループ（吸気と排気ガスの再循環）の大きな逸脱の原因となる。さらに、燃焼室内の熱動力学状態が定常状態から逸脱し、ＮＯｘ排出物が増加する。そのため、熱エンジントルクの新しい軌跡を計算することが好ましい。この新しいトルク設定点を求める方法は、２つの静的トルク点（ＡとＢ）の間で排出物を最小にできる軌跡を求めることを可能にするＮＯｘ排出モデルを使用する。点Ａから点Ｂへの遷移は、もはや即時に行われるものではなく、点Ｂ’に向かう軌跡に沿って行われる。この過程の間に、熱エンジントルクは、車輪トルク要求が満たされるように、電気機械によって補償される。したがって、この方法では、ＮＯｘ排出の逸脱につながる要求を限定するような熱エンジントルクの補償を行うことになる。
【００４３】
実施形態の提示
以下で説明する実施形態は、燃焼気体再循環回路を備えたディーゼルエンジンに関する。さらに、本実施形態において、静的または疑似静的な型式のエネルギースーパバイザによって、定常状態におけるハイブリッド駆動装置の複数のトルク設定点を求めることができる。
【００４４】
段階１）トルク設定点の取得
本発明の最終的な目的は、過渡部分でのＮＯｘ排出物を減少させることである。遷移状態と呼ばれるものは、静的トルク設定点から第２の静的トルク設定点への移動である。
【００４５】
図４に示したように、熱エンジンに適用される静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓと電気機械に適用される静的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔ，ｓとは、駆動系のトルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められる。これらの静的トルク設定点は、エネルギースーパバイザによって求められ、それに縦続する形で本発明の制御方法が実装される。このエネルギースーパバイザ（特に疑似静的な型式のエネルギースーパバイザ）の目的は、熱エンジンおよび電気機械の複数の動作点と、したがって複数のトルク設定点とを選択することである。本発明は、ＥＣＭＳ型の疑似静的エネルギースーパバイザを補完する。しかし、本発明は疑似静的エネルギースーパバイザとは完全に独立しており、任意のエネルギースーパバイザの下流で動作することができる。駆動装置のトルク設定点Ｔｓｐｐｗｔは、車輪トルク要求、特に乗り物のドライバによって要求される車輪トルク要求に対応している。
【００４６】
段階２）ＮＯｘ排出モデルの構成
動的ＮＯｘ排出設定点は、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物を求めるＮＯｘ排出モデルから計算される。ＮＯｘ排出モデルと呼ばれるものは、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物をハイブリッド駆動装置のディーゼルエンジンのトルクの関数として予測できるモデルのことである。このモデルがエンジンのＮＯｘ排出物を正確に表すようにするためには、このモデルは、使用される駆動装置のディーゼルエンジンに対して較正されなければならず、さらに、熱エンジン回転数Ｎｓなどディーゼルエンジンの動作条件に依存しなければならない。なお、形容詞「動的」は、ＮＯｘ排出設定点が、遷移状態、つまり２つの定常状態動作点の間に適用される設定点であることを示しており、この設定点は時間の関数として進展する。
【００４７】
このモデルは、以降で動的ＮＯｘ排出設定点から動的トルク設定点を求められるように、反転可能である。このモデルとしては、半経験的ＮＯｘ排出モデルを使用することができる。
【００４８】
本明細書では、トルク軌跡は、図４に示すように、静的な計算に対して従属して計算される。これにより、静的最適化戦略によって計算された静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは修正されて、動的トルク設定点がＴｓｐｅｎｇとして算出される。なお、熱エンジンのトルク設定点、電気機械のトルク設定点、および、ハイブリッド駆動装置のトルク設定点を関連付ける複数の関係は数６に示すように変化しないままである。
【００４９】
【数６】
【００５０】
ＮＯｘ排出物は、半経験的モデルによって以下のように計算される。
【００５１】
【数７】
【００５２】
これは、排出物に対して、エンジン回転数Ｎｓ、吸気部分での燃焼気体分率Ｆ１およびシリンダ内の最高温度
【００５３】
【数８】
【００５４】
を関連付ける相関を示す。これらの数値が選択される理由は、これらの数値がディーゼルエンジンの燃焼室内におけるＮＯｘ生成に関連しているからである。このモデルは以下の文献に詳細が記述されている。
Ｊ．Ｃ．Ｓｃｈｍｉｔｔ、Ｍ．Ｆｒｅｍｏｖｉｃｉ、Ｏ．ＧｒｏｎｄｉｎおよびＦ．Ｌｅ Ｂｅｒｒ、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（パワートレイン開発を支援する圧縮点火エンジンモデル）」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ、リュエイユ＝マルメゾン、フランス、２００９年１１月３０日〜１２月２日。
【００５５】
数７における関数φは、具体的には、
【００５６】
【数９】
【００５７】
で与えられる。
【００５８】
係数αｉは、半物理ＮＯｘモデルの較正パラメータである。各係数の値は、エンジンテストベンチ上の試験などの実験データから計算され、エンジンに対して有効である。一般に、熱エンジンの較正から得られるデータは、この型のモデルの較正のためには満足いくものである。
【００５９】
段階３）ＮＯｘ排出設定点の計算
図５ａは、一般的な条件において、過渡状態における熱エンジンの動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｘｓｐｘを計算するための原理を示している。本方法では、ディーゼルエンジンのＮＯｘ排出物を求めるＮＯｘ排出モデルが使用されている。
【００６０】
図５ｂは、本実施形態の特別な場合における、上記の計算の原理を示している。駆動装置のモデルは、ＮＯｘ排出物を表すモデルとエンジン空気ループ動力学を表すモデルに基づいている。空気ループ（１０）は、吸気回路と排気ガス再循環回路全体である。これら２つのモデルの複雑さは、電子計算機内に実時間を用いて実装できるエネルギー最適化戦略内への組み込みに合わせている。これは、複数のＮＯｘ排出物と、エンジン吸気部分での燃焼気体分率の動力学を表している純粋な遅れを有している１次フィルタについての半経験的モデル（または「グレーボックス」モデル）である。
【００６１】
これらのＮＯｘ排出物と燃焼気体の動力学の複数のモデルとは、エンジン回転数Ｎｅと、マニフォールド内の燃焼気体分率設定点Ｆｓｐｌとに依存する。マニフォールドは、ディーゼルエンジンのシリンダの上流にあり、燃焼気体分率設定点Ｆｓｐｌは、エンジン回転数Ｎｅおよびトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓに依存している写像（関数）によって与えられる。
【００６２】
この図５ｂは、トルク軌跡の計算における２つの主要な段階、すなわち、複数の過渡動作条件下で排出されるＮＯｘ排出物を求める段階と、基準の場合に比べて減少した排出設定点からエンジントルク設定点の新規の軌跡を計算する段階とを示している。先ず、ＮＯｘモデルに静的な最適化に起因するトルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが入力される。モデルは、現在の設定点に依存し、過去の計算ステップには依存せずに、そのモデルが補正されない場合に発生するＮＯｘピーク振幅を求める。この値は、新しいトルク軌跡の計算においてＮＯｘ設定点の計算の基礎となる。まとめると、ＮＯｘモデルと空気ループ動力学モデルによって、排出物のピークを制限するような、装置特有の動力学に関するトルク設定点のフィルタリングを確実に行うことができる。
【００６３】
このモデルにおいて、ＮＯｘ排出注意率は、初期のＮＯｘピークの注意率の振幅に対応している調整パラメータξによって定められる。したがって、ＮＯｘの削減をパラメータξの値によって調整することができる。例えば、図６において、２つの動作点の間の過渡状態は、ＮＯｓｘで表されている定常状態排出レベルの超過につながる可能性がある。この超過の振幅は、
【００６４】
【数１０】
【００６５】
によって表される。したがって、パラメータξを調整することによって、外部の複数の条件に制御を適合させることができる。例えば、低排出物レベルの乗り物の侵入が許可されている都市部の地域の場合、パラメータは、その目的に合うように適合することができる。
【００６６】
顕著な超過の場合、調整パラメータξによって、それを横切ることが設定点の役割を果たすことになる許容可能な閾値
【００６７】
【数１１】
【００６８】
を定める。ここでΔＮＯｘは、定常状態排出物レベルと最大過渡状態ピーク値との差である。
【００６９】
【数１２】
【００７０】
ここでＮＯｓｘは複数の定常状態条件下でのＮＯｘ排出レベルである。パラメータξによって、過渡状態補正の強度を調整することができる。パラメータξがゼロの場合、ＮＯｘ制限戦略が非アクティブになる。パラメータξがゼロでない場合、許容可能な超過値が定められる。
【００７１】
ＮＯｘ排出モデル、例えば、方程式（４）は、以下の計算に使用される。
ｉ．定常動作点の静的な値ＮＯｓｘ
ｉｉ．動的ＮＯｘ排出設定点を定めることができる基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって発生する排出物の瞬間値
ｉｉｉ．制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）。なお、この値は本方法の進行には有用ではないが、この値によって過渡状態中に発生するＮＯｘ排出物の値を知ることができる。
【００７２】
ｉ．定常動作点での静的な値ＮＯｓｘの計算について
定常状態動作点でのＮＯｘ排出物の静的な値ＮＯｓｘは、
【００７３】
【数１３】
【００７４】
で得られる。ここで、
【００７５】
【数１４】
【００７６】
はエンジン回転数Ｎｅと定常状態動作点でのトルク値とに従う写像ψ（図７）から計算されたシリンダ内の最高温度である。
【００７７】
【数１５】
【００７８】
また、Ｆｓｐｌは、定常状態動作点での吸気マニフォールド内の燃焼気体分率設定点である。これは、エンジン回転数とトルク設定点とに従う写像ｆによって、以下のように与えられる。
【００７９】
【数１６】
【００８０】
方程式（７）を（９）と組み合わせることによって、定常状態動作点におけるＮＯｘ排出物の値ＮＯｓｘが、ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓとディーゼルエンジン回転数Ｎｅの関数として得られる。
【００８１】
ｉｉ．基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値の計算について
基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値は次のように与えられる。
【００８２】
【数１７】
【００８３】
ここでＴｓｐｃｙｌはシリンダ内の最高温度（ＮＯｓｘの計算の場合と同じ値、方程式（８））であり、Ｆｅｓｔｌ（ｔ）は吸気マニフォールド内の予測される燃焼気体分率である。これは、吸気部分での燃焼気体の動力学に関連している。気体の搬送動力学モデルは、数１８のように、純粋な遅延に関連する１次のフィルタである。
【００８４】
【数１８】
【００８５】
ここで、フィルタ時定数τと純粋な遅延ｔｒとはエンジン回転数の関数として、以下のようにパラメータ化されている。
【００８６】
【数１９】
【００８７】
相関係数ｋｒおよびｋτによって、燃焼気体動力学を調整することが可能であり、それらは遷移排出物制限戦略を調整する２つのパラメータとなる。例えば、それらは、エンジンテストベンチ上での試験中に実験的に求めることができる。基準トルク遷移ＮＯｘ（ｔ）によって生成される複数の排出物の瞬間値は、方程式（４）によって記述される定常状態点ΔＮＯｘに関連しているＮＯｘピークの振幅の計算に関連している。
【００８８】
【数２０】
【００８９】
の値は、遷移排出ピークの最大振幅から計算され、誤差εＮＯｘが設定閾値βよりも大きい限り一定である。εＮＯｘは基準トルク遷移によって発生する排出物と定常点の値ＮＯｓｘとの間の誤差を表している。装置が一旦定常状態になると、
【００９０】
【数２１】
【００９１】
を静的な値ＮＯｓｘに線形化する必要がある。この条件は、２つの連続した遷移の独立性を保証する。最後に、ＮＯｘピークの最大値が以下のように記述される。
【００９２】
【数２２】
【００９３】
ここで
【００９４】
【数２３】
【００９５】
である。
【００９６】
方程式（６）に対して、この値
【００９７】
【数２４】
【００９８】
と前の段階で求められている定常動作点でのＮＯｘ排出物の値ＮＯｓｘを代入することによって、ΔＮＯｘを計算し、それから方程式（５）を適用することによって動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを求める。
【００９９】
ｉｉｉ．制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）の計算について
制限戦略から得られるトルク遷移によって発生する排出物の瞬間値ＮＯｄｙｎｘ（ｔ）は以下の式で与えられる
【０１００】
【数２５】
【０１０１】
この量は本方法では使用されない。しかし、この値から複数の遷移条件下で発生する排出物の情報が得られる。この値は、通常のトルク遷移によって発生する排出物の予測された値よりも常に小さい。方程式（１６）において、Ｆｅｓｔｌは予測された吸気成分（ＮＯｘ（ｔ）の計算についての値と同じ値、方程式（１１））であり、
【０１０２】
【数２６】
【０１０３】
は、以下のように、修正されたトルク設定点から計算されるシリンダ内の最高温度である。
【０１０４】
【数２７】
【０１０５】
段階４）ディーゼルエンジン動的トルク設定点を導き出す
一度、設定点ＮＯｓｐｘが計算されると、新しい動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを計算できるようにＮＯｘ排出モデルが反転される。ＮＯｘ排出モデルには、戦略において２つの目的がある。最初に、静的な最適化戦略に起因するトルク設定点に対する装置の応答を計算し、それからＮＯｘ設定点を導き出すことができる。そして、ＮＯｘ設定点を反転し、この設定点を満たしているトルク軌跡を計算することができる。
【０１０６】
実施形態において、前述の複数の方程式（特に（６）と（８））は反転することができる。修正されたトルク軌跡は、以下の数２８のように、方程式（８）によって記述されている最高シリンダ温度モデルを反転することによって得られる。
【０１０７】
【数２８】
【０１０８】
ここで、温度
【０１０９】
【数２９】
【０１１０】
は、排出物が設定点ＮＯｓｐｘを満たすような燃焼室内の最高温度軌跡に対応している。温度
【０１１１】
【数３０】
【０１１２】
は、方程式（５）によって与えられる排出モデルを反転することによって、そして設定点ＮＯｓｐｘと吸気部分での気体組成の予測値から、以下のように計算される。
【０１１３】
【数３１】
【０１１４】
ここで、関数φ−１は以下のように書かれる。
【０１１５】
【数３２】
【０１１６】
方程式（１８）と（２０）とを組み合わせることによって、ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇが得られ、この設定点は、エンジン回転数Ｎｅ、吸気マニフォールド内の予測される燃焼気体分率Ｆｅｓｔｌ、および動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘに依存している。
【０１１７】
段階５）電気機械の動的トルク設定点を求める
本発明による方法は、車輪トルク要求が満たされるように複数の遷移条件下での熱エンジントルク補償を少なくとも１つの電気機械によって実現する。そのため、電気機械の動的トルク設定点を求める必要がある。このトルク設定点は、方程式（１）によって、以下のように求めることができる。
【０１１８】
【数３３】
【０１１９】
段階６）動的トルク設定点の適用
本発明によって、ハイブリッド装置の駆動手段のトルク設定点を求めることができる。これらの設定点を熱エンジンと電気機械とに適用することによって、排出物が削減され、燃料消費も限定される。
【０１２０】
静的状態における最適化と遷移状態における最適化の２つの層を区分することによって、遷移最適化に対する高頻度高周波と静的な部分に対する低頻度の２つのサンプリング期間に分離することができる。動的な最適化期間は、エンジンに関する物理現象、本例の場合では、排出物の生成に対して適している。
【０１２１】
本方法の複数のパラメータと大きさの度合いとを表２（本戦略の調整パラメータの一覧）にまとめている。
【０１２２】
【表２】
【０１２３】
（変形例）
本発明を好ましい実施形態の場合において説明した。しかし本発明は、組み合わせ可能な異なる複数の変形例にも関連させることができる。
【０１２４】
段階１）トルク設定点の取得
静的トルク設定点は、特にハイブリッド駆動装置にエネルギースーパバイザが備わっていない実施形態においては、静的または疑似静的な種類のエネルギースーパバイザからの要求ではなく自動車のドライバの要求に直接起因していてもよい。
【０１２５】
段階２）ＮＯｘ排出モデルの構成
熱エンジンに排気ガス再循環回路が備わっていない場合、エンジン回転数とシリンダ温度だけに依存している反転可能なＮＯｘ排出モデル
【０１２６】
【数３４】
【０１２７】
を用いることが可能である。このシリンダ温度は熱エンジントルク設定点（
【０１２８】
【数３５】
【０１２９】
は有効なまま）の関数である。好ましい実施形態では、このＮＯｘ排出モデルはエンジンテストベンチ上での実験試験に関連させることによって得られた半経験的モデルである。たとえば、方程式（４）は、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率がゼロであると仮定することによって書き直すことが可能である。この場合、次の式を得る。
【０１３０】
【数３６】
【０１３１】
段階３）ＮＯｘ排出設定点の計算
ＮＯｘ排出減衰率を求めるために調整パラメータξを使用する代わりに、超過すべきではないＮＯｘ排出閾値Ｓを定めることが可能で、この閾値Ｓはどのような静的な状態に到達しようが固定したり、目標の定常動作点に依存させたりすることができる。そのため方程式ＮＯｓｐｘ≦Ｓを満たさなければならない。この不等式は、段階ｉｉ）で前述の実施形態の方程式（３）の代わりに導入される。この閾値は、排出物に関する施行されている法律によって設定することができる。
【０１３２】
段階４）ディーゼルエンジン動的トルク設定点を導き出す
ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっていないときには、ディーゼルエンジン動的トルク設定点
【０１３３】
【数３７】
【０１３４】
と、そして
【０１３５】
【数３８】
【０１３６】
を導き出すように、ＮＯｘ排出モデル
【０１３７】
【数３９】
【０１３８】
が反転される。
【０１３９】
段階５）電気機械の動的トルク設定点を求める
電気機械の能力（動作範囲）を考慮した他の種類の補償を本発明の制御方法において使用することができる。例えば、電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔが電気機械によって許容される最大トルクを超える場合、電気機械のトルク設定点は、この最大トルクに設定され、それから熱エンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇが電気機械の動的トルク設定点の変化に動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを適合させることによって再計算される。したがってハイブリッド駆動装置の複数の構成要素が最適に使用されるが、排出物削減は最適ではない。
【０１４０】
応用例
この部分で示す結果は、パラレル構成のディーゼルハイブリッド乗り物のシミュレーションから得られる。ディーゼルエンジンには燃焼気体再循環装置が備わっている。熱エンジンモデルは排出物、特にＮＯｘ排出物を予測可能な物理モデルである。そのようなモデルは、例えば、以下の文献に記載されている。
Ｒ．Ｌｅｂａｓ、Ｇ．Ｍａｕｖｉｏ、Ｆ．Ｌｅ ＢｅｒｒおよびＡ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ，、「Ａ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｍｏｄｅｌ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎ−ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ（制御戦略に適合しているモデルディーゼルエンジン燃焼とシリンダ内汚染物質排出物に対する現象的アプローチ）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＦＡＣ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ、リュエイユ＝マルメゾン、フランス、２００９年１１月３０日〜１２月２日
このモデルは、ユーロ６ディーゼルエンジン上で実施された試験から較正された。過渡条件下における排出物制限の戦略が、原理が最適制御に基づいている静的エネルギースーパバイザに結合されている。これは前述の文献に示されている。
【０１４１】
Ｏ．Ｇｒｏｎｄｉｎ、Ｌ．Ｔｈｉｂｏｕｌｔ、Ｐｈ．Ｍｏｕｌｉｎ、Ａ．Ｃｈａｓｓｅ、およびＡ．Ｓｃｉｏｒｒｅｔｔａ、「Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｄｉｅｓｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ディーゼルハイブリッド電気乗り物のエネルギー管理戦略）」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ７ｔｈ ＩＥＥＥ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、合衆国、シカゴ、２０１１年９月６〜９日。
【０１４２】
図８ａから８ｆは、制御方法が作動しているＦＴＰ駆動サイクルの部分を示している。具体的には、先ず、複数の定常動作点は修正されていないことが示されている。他方、過渡状態において、熱エンジンのトルクは制限されている（図８ａ）。制限は吸気部分の位置で燃焼気体分率の設定点と予測との間に大きな違いがある過程で動作する（図８ｃ）。この場合、内部ＮＯｘモデルは、定常状態における予測レベルを大きく超過することを予測する。トルク分布は変化しており、電気機械は熱エンジン動力学を制限できるようにする（図８ｂ））。これらの過程の間に出現する複数の排出のピーク（図８ｆ））が大幅に減少する。排出物のピークの減少はシリンダ内の温度の制限に起因していることがわかる（図８ｄ））。実際に、この量は、運動学的なＮＯｘ生成機構において非常に重要である。これらの結果は、ＮＯｘ排出物の生成を左右する複数の物理量をエネルギースーパバイザにおいて考慮することが良好な結果につながることを示している。
【０１４３】
図９は、ＦＴＰドライビングサイクルにおいて、これらのシミュレーションについて調整パラメータξの値を走査させて得られるハイブリッド乗り物消費とＮＯｘ排出物とを示している。これらの結果は、乗り物の消費を変えずにＮＯｘ排出物の値を減少させることができるようにするこのパラメータの複数の値を見つけることができることを示している。これは、ξが１０％と４０％との間にある場合である。大きい値については、排出物は連続して減少するが、消費は際だって増加する可能性がある。この場合、パラメータξによって、ＮＯｘ排出物と燃料消費との間での妥協を調整することができる。ともかくも、ＦＴＰサイクルにおける過渡ＮＯｘ排出物の部分は図１０に示しているようにパラメータξが増加すると減少する。
【０１４４】
さらに、本発明の方法は、以下の利点がある。
【０１４５】
遷移過程中にオンライン排出物レベルの修正を可能にする。
【０１４６】
関連している物理現象モデルを使用している。
【０１４７】
ＮＯｘ排出物予測についての（相関型の）半物理モデルと空気ループ動力学モデルとによって調整パラメータの数が限定される。
【０１４８】
本方法は圧縮点火エンジンを備えているハイブリッド乗り物に適しているが、火花点火エンジンに適している可能性もある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが求められており、
前記ディーゼルエンジンの排出物を前記ディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを前記ＮＯｘ排出モデルと前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ、ｓから計算し、
前記ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを前記動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘから導き出し、
前記電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇの関数として求め、
前記ディーゼルエンジンおよび前記電気機械のそれぞれの前記動的トルク設定点を前記駆動装置に適用する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記窒素酸化物排出モデルは、ディーゼルエンジンの回転数とエンジンシリンダ内の最高温度とに依存している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ディーゼルエンジンは、燃焼気体を前記ディーゼルエンジンのシリンダの上流の吸気マニフォールドに導く排気ガス再循環装置を備えており、前記ＮＯｘ排出モデルは、前記ディーゼルエンジンの前記吸気マニフォールド内の燃焼気体分率Ｆｅｓｔ１に依存している、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＮＯｘ排出物排泄モデルは、
【数１】
で表され、
α１からα７は、前記ＮＯｘモデルの較正係数を示し、Ｎｅはディーゼルエンジン回転数を示し、
【数２】
はエンジン内の最高温度を示し、Ｆ１は、ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっている場合における、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率を示し、ＮＯｘは、ＮＯｘ排出物レベルを示し、Ｆ１は、前記排気ガス再循環回路が備わっていない場合、ゼロである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ＮＯｘ排出閾値が前記ディーゼルエンジンに対して定義され、前記ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは前記閾値の関数として計算される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ＮＯｘ排出削減因子ξが設定され、前記ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは前記削減因子ξの関数として計算される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点の前記導き出された値は、前記ＮＯｘ排出モデルを逆転することによって求められる、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは、エネルギースーパバイザ、特に前記ハイブリッド駆動装置に備わっている疑似静的エネルギースーパバイザによって駆動装置トルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の制御方法によって制御されることを特徴とする、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
過渡状態での該ハイブリッド駆動装置の制御は疑似静的エネルギースーパバイザに対して従属して行われる、請求項１０に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のハイブリッド駆動装置を有することを特徴とする、乗り物、特に自動車。
【請求項１】
少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置を制御する方法であって、前記ディーゼルエンジンの静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓが求められており、
前記ディーゼルエンジンの排出物を前記ディーゼルエンジンのトルクＴｅｎｇの関数として予測できる窒素酸化物（ＮＯｘ）排出モデルを構成し、
動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘを前記ＮＯｘ排出モデルと前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ、ｓから計算し、
前記ディーゼルエンジンの動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇを前記動的ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘから導き出し、
前記電気機械の動的トルク設定点Ｔｓｐｍｏｔを前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇの関数として求め、
前記ディーゼルエンジンおよび前記電気機械のそれぞれの前記動的トルク設定点を前記駆動装置に適用する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記窒素酸化物排出モデルは、ディーゼルエンジンの回転数とエンジンシリンダ内の最高温度とに依存している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ディーゼルエンジンは、燃焼気体を前記ディーゼルエンジンのシリンダの上流の吸気マニフォールドに導く排気ガス再循環装置を備えており、前記ＮＯｘ排出モデルは、前記ディーゼルエンジンの前記吸気マニフォールド内の燃焼気体分率Ｆｅｓｔ１に依存している、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＮＯｘ排出物排泄モデルは、
【数１】
で表され、
α１からα７は、前記ＮＯｘモデルの較正係数を示し、Ｎｅはディーゼルエンジン回転数を示し、
【数２】
はエンジン内の最高温度を示し、Ｆ１は、ディーゼルエンジンに排気ガス再循環回路が備わっている場合における、吸気マニフォールド内の燃焼気体分率を示し、ＮＯｘは、ＮＯｘ排出物レベルを示し、Ｆ１は、前記排気ガス再循環回路が備わっていない場合、ゼロである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ＮＯｘ排出閾値が前記ディーゼルエンジンに対して定義され、前記ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは前記閾値の関数として計算される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ＮＯｘ排出削減因子ξが設定され、前記ＮＯｘ排出設定点ＮＯｓｐｘは前記削減因子ξの関数として計算される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ディーゼルエンジンの前記動的トルク設定点の前記導き出された値は、前記ＮＯｘ排出モデルを逆転することによって求められる、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ディーゼルエンジンの前記静的トルク設定点Ｔｓｐｅｎｇ，ｓは、エネルギースーパバイザ、特に前記ハイブリッド駆動装置に備わっている疑似静的エネルギースーパバイザによって駆動装置トルク設定点Ｔｓｐｐｗｔから求められる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の制御方法によって制御されることを特徴とする、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つのディーゼルエンジンからなるハイブリッド駆動装置。
【請求項１１】
過渡状態での該ハイブリッド駆動装置の制御は疑似静的エネルギースーパバイザに対して従属して行われる、請求項１０に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のハイブリッド駆動装置を有することを特徴とする、乗り物、特に自動車。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図８ｆ】
【図９】
【図１０】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図８ｆ】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０７６３１（Ｐ２０１３−１０７６３１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４９１２９（Ｐ２０１２−２４９１２９）
【出願日】平成２４年１１月１３日（２０１２．１１．１３）
【出願人】（５９１００７８２６）イエフペ エネルジ ヌヴェル (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＦＰ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＮＯＵＶＥＬＬＥＳ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月１３日（２０１２．１１．１３）
【出願人】（５９１００７８２６）イエフペ エネルジ ヌヴェル (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＦＰ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＮＯＵＶＥＬＬＥＳ
【Ｆターム（参考）】
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