(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関に、前記内燃機関に連結される電動モータを用いて補助を提供する方法であって、
前記内燃機関の所定の作動条件で前記内燃機関に補助を提供するように前記モータを選択的に作動させるステップを含んでおり、
前記モータを選択的に作動させるステップでは、１つまたはそれ以上の前記所定の作動条件で前記内燃機関に提供される前記補助が複数のモータ補助プロファイルのうちの１つに基づき決定され、前記補助を決定する基になる前記モータ補助プロファイルは、異なる車速とエンジンの回転速度で提供されるべき補助レベルを表すデータを有する参照テーブルであって、前記車両のユーザによって提供される予想駆動範囲に基づき前記複数のモータ補助プロファイルの中から選択され、
該方法は、
前記予想駆動範囲にわたって回生されると予測される概算エネルギー量を、１つまたはそれ以上の以前の駆動サイクル間で算出された、一定の距離にわたって回生される平均エネルギー量に基づいて決定するステップと、
前記予測される概算エネルギー量に基づいて、前記選択されたモータ補助プロファイルで定められた前記補助を修正するステップと、をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記内燃機関に、１つまたはそれ以上の前記所定の作動条件で提供される補助が、前記電動モータに動力を供給するよう構成されるエネルギー貯蔵素子の利用可能なエネルギーレベルに、少なくとも部分的に基づき決定され、前記利用可能なエネルギーレベルが開始エネルギーレベルと最大エネルギーレベルとの差に基づき、前記最大エネルギーレベルが前記エネルギー貯蔵素子の可能性のある最低エネルギーレベルよりも高く、前記利用可能なエネルギーレベルが前記エネルギー貯蔵素子に保存され得る総エネルギーよりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵素子の現行エネルギーレベルをモニタリングすることを含み、１つまたはそれ以上の前記所定の作動条件で前記内燃機関に提供される補助が現行エネルギーレベルに基づき変更されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記現行エネルギーレベルが最小エネルギーレベルを下回ると、前記内燃機関への補助が停止されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
補助が停止され、前記現行エネルギーレベルが閾値エネルギーレベルを超えると前記モータからの補助を再起動することをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
補助を決定する基になる前記モータ補助プロファイルが、さらに前記エネルギー貯蔵素子の利用可能なエネルギーレベルに基づき、前記複数のモータ補助プロファイルの中から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の前記モータ補助プロファイルの少なくとも１つが、前記ユーザによって提供される前記予想駆動範囲に基づきデフォルトモータ補助プロファイルを変更することによって生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
１つまたはそれ以上のセンサから受信される入力に基づき、前記車両の加速データを決定することをさらに含み、
前記加速データが、前記電動モータの連続電流定格を超える電流で前記電動モータを作動させることによる加速の需要を示す１つまたはそれ以上の時点で、少なくとも１つのパルスの補助を提供するように前記電動モータを制御するように、前記１つまたはそれ以上の制御信号が構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電動モータが前記内燃機関のクランク軸に連結され、前記電動モータが前記内燃機関の第１の側で前記クランク軸に連結され、トランスミッションが、前記第１の側に対向する前記内燃機関の第２の側で前記クランク軸に連結されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体に記憶される指示を実行するように構成された１つまたはそれ以上のプロセッサを備えるモータコントローラであって、前記指示は前記１つまたはそれ以上のプロセッサによって実行可能であり、前記指示に基づいて請求項１から９のいずれか一項に記載の方法が実行されることを特徴とするモータコントローラ。
【請求項１１】
指示を記憶する１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体であって、前記指示はプロセッサによって実行可能であり、前記指示に基づいて請求項１から９のいずれか一項に記載の方法が実行されることを特徴とするコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項１２】
非ハイブリッド車をハイブリッド車に変換するシステムであって、
前記ハイブリッド車のための駆動力を提供する際に内燃機関に補助を提供するように構成された電動モータと、
電動モータの作動を制御するように構成されたコントローラと、を備え、
前記コントローラが、１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体に記憶される指示を実行するように構成された１つまたはそれ以上のプロセッサを備え、前記指示が前記１つまたはそれ以上のプロセッサによって実行可能であり、前記指示に基づいて請求項１から９のいずれか一項に記載の方法が実行されることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
車両であって、
当該車両に駆動力を提供するように構成された内燃機関と、
当該車両に駆動力を提供する際に前記内燃機関に補助を提供するように構成された電動モータと、
電動モータの作動を制御するように構成されたモータコントローラと、を備え、
前記モータコントローラが、１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体に記憶される指示を実行するように構成される１つまたはそれ以上のプロセッサを備え、前記指示が前記１つまたはそれ以上のプロセッサによって実行可能であり、前記指示に基づいて請求項１から９のいずれか一項に記載の方法が実行されることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、以下の特許出願への優先権とその権利を主張し、引用によりその開示の全文を本明細書に組み込む。２００９年９月１５日に提出されたインド特許出願第２１０８ＭＵＭ／２００９／号、２００９年９月１５日に提出されたインド特許出願第２１０９／ＭＵＭ／２００９号、２００９年１１月１５日に提出された国際出願第ＰＣＴ／ＩＮ２００９／０００６５５号、２００９年１１月１５日に提出された国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＮ２００９／０００６５６号、および２０１０年４月３０日に提出されたインド特許出願第１３８９／ＭＵＭ／２０１０号。
【０００２】
本開示は、概して車両駆動系システムの分野に関する。特に、本開示は、エンジンとモータとを利用するハイブリッド車駆動系システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、車道を走っている車両の大部分は、迅速な加速に必要な動力を生み出すために比較的大型の内燃機関を必要とする。標準的な車両におけるエンジンは通常、ピーク動力要件に合わせた寸法に設定されている。しかしながら、大半のドライバは、駆動時間のうち、ほんのわずか（たとえば、１％）しかエンジンのピーク動力を使用していない。大型エンジンは重く非効率であり、高い排出量および／または低い燃料経済性を招く場合がある。
【０００４】
車両の効率は、電動モータとエンジンとの両方を利用するハイブリッドシステムの使用を通じて向上させることができる。ハイブリッドシステムによっては、一定の範囲の作動条件作動条件については電動モータが車両を駆動する動力を提供し、別の範囲の作動条件についてはエンジンが車両を駆動する動力を提供することができる（すなわち、いずれかの所与の時間において、モータとエンジンのいずれか一方のみが動力を提供する）。他のハイブリッドシステムでは、車両を駆動する動力を供給する際にモータがエンジンを補助することができる。ハイブリッドシステムは、非ハイブリッドシステムよりも小さいエンジンで所要の動力を送達することができる。小型のエンジンは大型のエンジンに比べ、軽く、シリンダの数が少なく、および／または通常、最大負荷に、より近接して作動することができる。小型エンジンの使用は車両の効率（たとえば、排出量、燃料経済性）を向上させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現行のハイブリッドシステムと比較して、燃料経済性が向上し、排出量が低減された車両用ハイブリッドシステムを提供することは有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示の実施形態は、内燃機関に連結される電動モータを用いて車両に駆動力を提供する際に、内燃機関への補助を提供する方法に関する。該方法は、内燃機関の所定の作動条件作動条件でエンジンに補助を提供するモータを選択的に作動させることを備える。１つまたはそれ以上の所定の作動条件で内燃機関に提供される補助は、複数のモータ補助プロファイルのうちの１つに基づき決定される。補助を決定する基になるモータ補助プロファイルは、車両のユーザによって提供される予測駆動範囲に基づき複数のモータ補助プロファイルの中から選択される。
【０００７】
その他の各種例示の実施形態は、上記方法を利用するように構成される、モータコントローラ、コンピュータ読取り可能媒体、システム、および車両に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】一例示の実施形態に係る車両用ハイブリッド動力システムの概略図である。
【図１Ｂ】別の例示の実施形態に係る車両用ハイブリッド動力システムの概略図である。
【図２Ａ】一例示の実施形態に係るモータ制御システムのブロック図である。
【図２Ｂ】一例示の実施形態に係るモータ制御システムのより詳細なブロック図である。
【図３Ａ】一例示の実施形態に係る、エンジンへの補助を提供するようモータを制御する工程のフロー図である。
【図３Ｂ】一例示の実施形態に係る、モータによってエンジンに提供される補助を決定する工程のフロー図である。
【図３Ｃ】一例示の実施形態に係る、変動する作動条件下でのサンプルエンジンの効率を示す輪郭グラフである。
【図３Ｄ】一例示の実施形態に係る、排出量テストによる結果の排出量データを示すグラフである。
【図４Ａ】一例示の実施形態に係る、ユーザ入力に基づきモータによってエンジンに提供される補助を決定する工程のフロー図である。
【図４Ｂ】一例示の実施形態に係る、モータ補助プロファイルの例示セットについての異なる利用可能なエネルギーレベルおよび駆動範囲で提供され得る平均補助を示すモータ補助の表である。
【図４Ｃ】複数の例示の実施形態に係る、各種駆動範囲でモータによってエンジンに提供される補助を示すグラフである。
【図４Ｄ】複数の例示の実施形態に係る、各種駆動範囲でモータによってエンジンに提供される補助を示すグラフである。
【図４Ｅ】複数の例示の実施形態に係る、各種駆動範囲でモータによってエンジンに提供される補助を示すグラフである。
【図４Ｆ】複数の例示の実施形態に係る、各種駆動範囲でモータによってエンジンに提供される補助を示すグラフである。
【図５】例示の実施形態に係る、モータによって補助が提供された排出量テストから生じる排出量データのグラフである。
【図６Ａ】各種例示の実施形態に係る、排出量テストによる結果の排出量データを示すグラフである。
【図６Ｂ】各種例示の実施形態に係る、排出量テストによる結果の排出量データを示すグラフである。
【図７Ａ】各種例示の実施形態に係る、排出量テストによる結果の排出量データを示すグラフである。
【図７Ｂ】各種例示の実施形態に係る、排出量テストによる結果の排出量データを示すグラフである。
【図８Ａ】例示の実施形態に係る、各種作動条件下でのサンプルエンジンの効率を示すグラフである。
【図８Ｂ】例示の実施形態に係る、各種作動条件下でのサンプルエンジンの効率を示すグラフである。
【図８Ｃ】例示の実施形態に係る、各種作動条件下でのサンプルエンジンの効率を示すグラフである。
【図８Ｄ】例示の実施形態に係る、各種作動条件下でのサンプルエンジンの効率を示すグラフである。
【図８Ｅ】例示の実施形態に係る、図８Ａ〜８Ｄにそれぞれ示されるデータに関連するヒストグラムである。
【図８Ｆ】例示の実施形態に係る、図８Ａ〜８Ｄにそれぞれ示されるデータに関連するヒストグラムである。
【図８Ｇ】例示の実施形態に係る、図８Ａ〜８Ｄにそれぞれ示されるデータに関連するヒストグラムである。
【図８Ｈ】例示の実施形態に係る、図８Ａ〜８Ｄにそれぞれ示されるデータに関連するヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を概して参照すると、各種例示の実施形態に係る、車両に駆動力を提供する際にエンジンを補助するシステム及び方法が記載されている。モータはエンジンに連結され、車両に駆動力を提供する際にエンジンを補助するように構成される。モータは、異なる作動条件で補助レベルを変動して提供するように選択的に制御することができる。たとえば、補助の恩恵（たとえば、排出量の低減、燃料経済性の向上、動力の増大など）が大きい作動条件ほど提供される補助は多く、補助の恩恵が低い作動条件ほど提供される補助は少ない。
【００１０】
各種例示の実施形態によると、提供される補助の量、および／または補助が提供される作動条件は、モータを駆動するのに利用可能な電力、および／または予想駆動範囲（たとえば、差込式ハイブリッド車などの車両が充電と充電の間に運転されると予想される距離）に基づき変動させることができる。いくつかの実施形態では、補助は、モータを駆動させるのに利用可能な動力（たとえば、エネルギー貯蔵素子の場合は開始放電深度と最大放電深度間の差）に基づき構成することができる。他の実施形態では、車両のユーザによって提供され得る予想駆動範囲に基づき補助を構成することができる。補助が利用可能な充電量および／または予想駆動距離に基づき構成されない場合、ユーザが予測よりも短い距離車両を駆動する場合がある、あるいはエネルギー貯蔵素子が予見よりも多くの利用可能なエネルギーを有し、充電が駆動サイクルの最後に使用されずに残る場合がある（たとえば、利用可能な補助量に満たない量が提供される場合がある）。もしくは、ユーザが予想よりも長い距離車両を駆動する、あるいはエネルギー貯蔵素子の利用可能なエネルギーが予見よりも少なく、駆動サイクルが終了する前に充電が枯渇する（たとえば、モータが、駆動サイクルの少なくとも一部の間、エンジンを補助するのに利用できない）場合がある。利用可能な動力および／または予想駆動範囲に基づき補助を構成することによって、補助は駆動サイクルの予想条件に合わせて調節（たとえば最適化）され、また（たとえば、利用可能な補助が駆動サイクルの間に大いに利用され、モータが駆動サイクルの大半でエンジンを補助するのに利用可能であるように）補助を賢く提供することができる。予想駆動範囲を履歴データに基づき決定することで、ユーザは補助を構成するためにパラメータを入力する必要なく、予想駆動条件に合わせたカスタマイズされたモータ補助の恩恵を得ることができる。
【００１１】
次に図１Ａを参照すると、一例示の実施形態に係る、ハイブリッド駆動システム１００およびその構成要素が示されている。ハイブリッド駆動システム１００は、元の機器メーカおよび／または改造用途として別の事業体のいずれかによって車両（たとえば、自動車、トラック、スポーツ用目的車、ミニバン、バスなどの車両、三脚、スクータ、航空機、船舶など）内に設置されるように構成される。ハイブリッド駆動システム１００は、エンジンの駆動負荷を選択的に低減する、および／またはエンジンのクランク軸の回転を補助することによってエンジンのトルク容量を増加させることができる。ハイブリッド駆動システム１００の車両への追加は、ハイブリッド駆動システム１００なしで作動する同じ車両と比較して燃料経済性、排出率、および／または車両動力を向上させることを目的とする。ハイブリッド駆動システム１００は、車両内のいずれかの適切な位置に設置し、他のいずれかの車両構成要素と一体化させ、広範な寸法、形状、および構成で提供し、各種例示の実施形態に係る、広範な製造および組立工程を用いて設置することができる。このような変形はすべて本開示の範囲に含まれることを意図される。
【００１２】
図１Ａは、一例示の実施形態に係るハイブリッド駆動システム１００の概略図である。ハイブリッド駆動システム１００は通常、内燃機関１０２、電動モータ１０４、モータ制御ユニット１０６、および電気化学セルの形状で複数のエネルギー貯蔵素子を含む電池パック１０８として図１に示される電源（ただし、その他の例示の実施形態に係る電池の代わりに、またはそれに加えてスーパーキャパシタおよび／またはウルトラキャパシタなどの容量性素子を使用することができる）を含む。内燃機関１０２は、車両の１つまたはそれ以上の車輪１１０を駆動するのに十分なトルク出力を生成することによって車両の原動機としての機能を果たす。電動モータ１０４は、内燃機関１０２の駆動負荷を低減する、および／または内燃機関１０２の動力を補充することによって内燃機関１０２を補助するために設けられる。電動モータ１０４は電池パック１０８によって動力が供給され、モータ制御ユニット１０６によって制御される。
【００１３】
内燃機関１０２の駆動負荷を低減する、および／または内燃機関１０２の動力を補充することによって内燃機関１０２を補助することに加えて、電動モータ１０４は、電池パック１０８を充電する、および／または電気エネルギーを車両内の各種電気部品に供給する発電機として機能するように構成することもできる。電動モータ１０４は、車両が下り坂を惰性走行しているとき、制動中であるとき、（たとえば、内燃機関１０２からの駆動力を必要とせずに）蓄積された推進力で前進しているとき、および／またはその他の作動条件下にあるときなど、車両の１つまたはそれ以上の作動条件下で発電機として機能する（たとえば、回生機能を提供するように構成することができる。さらに、電動モータ１０４は、車両内の１つまたはそれ以上のシステムを作動する機械エネルギー（たとえば、回転機械エネルギーなど）を供給するように構成することができる。たとえば、後に詳述するように、電動モータ１０４は、車両の空調システムの一部であるコンプレッサに動力を供給するために使用することができる。
【００１４】
さらに図１Ａを参照すると、内燃機関１０２は、第１の出力１１８と第２の出力１２０とを有するクランク軸１１６として示される出力軸を含む。第１の出力１１８は、１つまたはそれ以上の車輪１１０に動力を送達する車両の駆動系に連結されるように構成される。図示される実施形態によると、車両は前輪駆動車であり、駆動系は、１つまたはそれ以上の車軸、差動装置、連結装置などを介して前輪１１０に連結されるトランスミッション１２２（オートマチックトランスミッションまたはマニュアルトランスミッションのいずれか）を含む。各種実施形態によると、ハイブリッド駆動システム１００は後輪駆動車および／または全輪駆動車上で使用することができる。内燃機関１０２は、クランク軸１１６を回転させることによってトランスミッション１２２を通じて駆動輪に回転機械エネルギーを送達する。
【００１５】
電動モータ１０４は、回転機械エネルギーをトランスミッション１２２に供給する際に内燃機関１０２を補助するため内燃機関１０２と平行に連結される。図示される実施形態によると、電動モータ１０４はクランク軸１１６の第２の出力１２０に連結される。第２の出力１２０は、電動モータ１０４が、クランク軸１１６の、第１の出力１１８の反対側の端部に設けられ、端部がトランスミッション１２２に連結される反対側のクランク軸１１６の端部に連結されるようになっている。内燃機関１０２に対して、トランスミッション１２２と同じ側ではなくこのような位置で電動モータ１０４を連結することによって、特に改造用途でハイブリッド駆動システム１００の追加を簡易化することができる。さらに、トランスミッション１２２以前電動モータ１０４を配置することで、電動モータ１０４はトランスミッション１２２のギア切換を利用して電動モータ１０４への負荷を低減することができる。たとえば、５速マニュアルトランスミッションを有する車両の場合、ギア位置が第１ギアから第５ギアに変更される際にギア比は約３．４５〜約０．８間で変動する場合がある。よって、この例の場合、電動モータ１０４をトランスミッション１２２以前でクランク軸１１６に連結することで、電動モータ１０４は、同じ電動モータ１０４がトランスミッション１２２以降でクランク軸１１６に連結された場合の３．４５倍の出力トルクを第１ギアで提供することができる。よって、このシステムは、電動モータ１０４がトランスミッション１２２以降でクランク軸１１６に連結された場合よりも小型の電動モータ１０４を使用して、特定の用途のトルク需要を満たすことができる。
【００１６】
電動モータ１０４は、クランク軸１１６の回転を補助することによって内燃機関１０２を補助し、それにより、内燃機関１０２の駆動負荷を低減する、および／または内燃機関１０２の動力を補充する。内燃機関１０２の駆動負荷を低減することができるため、燃料消費量および／または排出率を向上させることができる。電動モータ１０４によって提供される補助の量、および／または電動モータ１０４によって補助が提供される期間は、ハイブリッド駆動システム１００が使用されている用途の特定のニーズおよび／またはパラメータに応じて変動し得る。電動モータ１０４の補助により、内燃機関１０２の作動をより効率的な作動ゾーンへと移動させ、その結果、排出量の低減や燃料経済性の向上などを実現することができる。
【００１７】
電動モータ１０４は通常、モータハウジング１２４と出力軸１２６とを含む。一例示の実施形態によると、電動モータ１０４は内燃機関１０２に対して、ハウジング１２４が内燃機関１０２の一方の側面に隣接し、出力軸１２６がクランク軸１１６に略平行となり、該クランク軸に並置されるように、配置される。図示される実施形態によると、電動モータ１０４は（車両の駆動方向に対して）内燃機関１０２の前方に配置され、プーリシステム１２６を介して内燃機関１０２に連結される。プーリシステム１２６は通常、第１のプーリ１２８と第２のプーリ１３０とを含む。第１のプーリ１２８はクランク軸１１６の第２の出力１２０に回転可能に連結され、第２のプーリ１３０は電動モータ１０４の出力軸１２４に回転可能に連結される。ベルト１３２として示される連結装置（たとえば、チェーンやストラップなど）が第１のプーリ１２６と第２のプーリ１２８との間に設けられる。
【００１８】
各種別の実施形態によると、プーリシステムは、ギアシステムを含むがそれに限定されないその他のいずれかの適切な連結システムと置き換えることができる。図１Ｂを参照すると、別の例示の実施形態に係るハイブリッド駆動システム１００が示されている。図示される実施形態では、電動モータ１０４は、ハウジング１２４の端部が内燃機関１０２の端部に対面し、出力軸１２６がクランク軸１１６の第２の出力１２０と少なくとも部分的に（たとえば、同軸状、同心状など）に整列するように、内燃機関１０２に対して配置される。自在継ぎ手１３６として示される軸継ぎ手（たとえば、自在ジョイントやカラーなど）が出力軸１２６と第２の出力１２０との間に設けられて、電動モータ１０４を内燃機関１０２に直接連結する。自在継ぎ手１３６は、出力軸１２６と第２の出力１２０の間のわずかな不一致も相殺するように構成される。図示される実施形態によると、自在継ぎ手１３６は第１のプーリ１２８に装着され、第１のプーリ１２８は内燃機関１０２によって回転可能に支持される。図１Ａに関して上記に詳述した実施形態と同様、第１のプーリ１２８は、交流発電機と空調システムのコンプレッサとのうち、少なくとも１つに連結されるベルトを支持することができる。
【００１９】
次に図２Ａを参照すると、一例示の実施形態に係るハイブリッド車用のモータ制御システム２００のブロック図が示されている。モータ制御システム２００は、ハイブリッド駆動システム１００と併せて上述したものと類似する、電動モータ２０５の１つまたはそれ以上の制御信号を生成および／または提供するように構成されるモータコントローラ２０４を含む。モータコントローラ２０４は、１つまたはそれ以上のプロセッサ（たとえば、マイクロコントローラ）と、モータ制御システム２００によって利用される各種データおよび／または各種機能の実行のためにプロセッサにより実行される指示を記憶するように構成される１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（たとえば、メモリ）とを、含むことができる。モータコントローラ２０４のメモリは、モータ２０５を制御する制御信号を生成するモータ制御モジュールを含むことができる。いくつかの実施形態では、モータ制御モジュールは、図３および４を参照してより詳細に説明される１つまたはそれ以上のモータ補助プロファイルに基づき、制御信号を生成することができる。モータコントローラ２０４は、エネルギー貯蔵素子２０３（たとえば、電池、キャパシタ、電池アレイ、および／または複数のキャパシタなど）によって供給されるエネルギーを管理するように構成することもできる。各種実施形態では、エネルギー貯蔵素子２０３は、１つまたはそれ以上の鉛酸電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、スーパーキャパシタ、および／またはその他の種類のエネルギー貯蔵素子を含むことができる。
【００２０】
モータコントローラ２０４は、１つまたはそれ以上の車両入力２０１（たとえば、ブレーキ、クラッチ、車速、回転速度、温度など）を各種センサ、回路、および／またはその他の車両構成要素から受信することができる。いくつかの実施形態では、モータコントローラ２０４は車両入力２０１のうち１つまたはそれ以上に基づき、モータの制御信号を生成する、および／またはエネルギー貯蔵素子２０３からのエネルギーの使用を管理するように構成することができる。モータコントローラ２０４は、１つまたはそれ以上のシステム出力２０２を生成するように構成することができる。各種実施形態では、システム出力２０２は、モータコントローラへの動力を切り替えるモータコントローラ動力出力、故障を示す故障ランプ出力、モータコントローラシステム２００に関する各種情報を（たとえば、車両のドライバや整備士などに）表示する表示出力、および／またはその他の種類の出力を含むことができる。
【００２１】
次に図２Ｂを参照すると、一例示の実施形態に係る、１つの可能なモータ制御システム２４０のより詳細なブロック図が示されている。モータ制御システム２４０はモータコントローラ２５４（たとえば、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラ）を含む。モータコントローラ２５４は１つまたはそれ以上のプロセッサ２６２とメモリ２６４とを含む。メモリ２６４は１つまたはそれ以上のモジュール（たとえば、ソフトウェアモジュール）を含むことができる。メモリ２６４内に記憶されるモジュールは、１つまたはそれ以上の制御信号を生成してモータ２６０（たとえば、多相モータ、単相モータ、ＡＣモータ、ＤＣモータ、誘導モータなど）の作動を制御するように構成されるモータ制御モジュール２６８を含むことができる。モータ２６０は（たとえば、自在継ぎ手またはベルトによって）車両のエンジンに連結され、エンジンに補助を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、モータ制御モジュール２６８は、図３および４についてより詳細に説明するような１つまたはそれ以上のモータ補助プロファイルに基づき、制御信号を生成することができる。
【００２２】
モジュールは、１つまたはそれ以上のエネルギー貯蔵素子２５３によって提供されるエネルギーを管理するように構成されるエネルギー管理モジュール２６６も含むことができる。エネルギー貯蔵素子２５３は電池、キャパシタ、および／またはその他の種類の貯蔵素子を含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵素子２５３は、充電（たとえば、下り坂の惰性走行や制動中などに車両によって回生されるエネルギー）を一時的に保存するように構成されるキャパシタ２５５に電気的に連結することができる。エネルギー貯蔵素子２５３は、（たとえば、差込式ハイブリッドの場合）充電装置に接続することもできる。エネルギー管理モジュール２６６は、エネルギー貯蔵素子２５３内に残る利用可能な充電量を決定するように構成することができる。いくつかの実施形態では、エネルギー管理モジュール２６６は、単独で、あるいはモータ制御モジュール２６８と組み合わせて、エネルギー貯蔵素子２５３および／またはその他の車両作動条件における利用可能な充電量に基づきモータ２６０に提供される制御信号を変更するように構成することができる。
【００２３】
モータコントローラ２５４は、エンジン、エネルギー貯蔵素子２５３、および／またはその他の車両構成要素から各種入力を受信するように構成することができる。入力はデジタル入力２５０（たとえば、ブレーキ、ハンドブレーキ、クラッチ、逆行、空調、イグニッション、節約モードやパワーモードなどのモード選択など）、調整および／または符号化された入力２５１（たとえば、車速センサ、エンジン速度センサ、エンコーダなど）、アナログ入力２５２（たとえば、モータ温度、エンジン温度、エネルギー貯蔵素子の温度、スロットル位置、マニホールド圧力、ブレーキ位置など）、および／または他の種類の入力を含むことができる。いくつかの実施形態では、入力２５０、２５１、および／または２５２は、絶縁体回路（たとえば、ガルバニ絶縁体）を介して絶縁することができる。入力２５０、２５１、および／または２５２で受信される情報は、各種車両センサ（たとえば、既存の車両センサ、モータ制御システム２４０による使用のために車両に追加されるセンサなど）から受信することができる。いくつかの実施形態では、入力２５０、２５１、および／または２５２は、２つのコントローラ間のリンクに接続するなどによって、２つまたはそれ以上のマイクロコントローラ（たとえば、エンジン制御または車両制御モジュール）間の通信リンクから受信することができる。このような実施形態では、コントローラ間のリンクは、コントローラ領域ネットワークバス（「ＣＡＮ−バス」）リンクや、車両内の２つのコントローラ間の通信用の別の適切なプロトコルによるリンクとなるように構成することができる。
【００２４】
モータコントローラ２５４は、インジェクタ出力２５６および／またはシステム出力２５７などの１つまたはそれ以上の出力（たとえば、デジタル出力やアナログ出力など）を生成するように構成することもできる。インジェクタ出力２５６は、エンジンへの燃料流を遅延させる、および／または制限するために、（たとえば、１つまたはそれ以上のコントローラを通じて）燃料インジェクタを制御するように構成される。いくつかの実施形態では、モータコントローラ２５４は、エンジン制御ユニットおよび／またはエンジン管理システムを修正せずに燃料インジェクタを制御するように構成することができる。システム出力２５７は、動力供給制御出力、モータコントローラ冷却ファン出力、故障ランプ出力、ポンプ出力、および／または車両の各種構成要素に情報を提供する、および／または車両の各種構成要素を制御するために使用されるその他の種類の出力を含むことができる。モータコントローラ２５４は、車両のドライバに対して（たとえば、車両のダッシュボードまたはその近傍のディスプレイ上に）表示するための表示情報２５８を生成するように構成することもできる。
【００２５】
図３Ａを参照すると、一例示の実施形態に係る、エンジン（たとえば、図１Ａおよび１Ｂに示される内燃機関１０２）への補助を提供するモータ（たとえば、図１Ａおよび１Ｂに示されるモータ１０４）を制御する工程３００のフロー図が示されている。工程３００は、エンジン、車両、および／またはハイブリッドシステム（たとえば、モータ、エネルギー貯蔵素子など）の１つまたはそれ以上の所定の作動条件でエンジンに補助を提供するようにモータを選択的に制御、および／または作動するために使用することができる。
【００２６】
ステップ３０２で、工程３００はエンジン、車両、および／またはハイブリッドシステムの１つまたはそれ以上の作動条件を監視する。モータコントローラは、線速度、回転速度（ＲＰＭ）、エンジン負荷、加速および／または加速需要などの作動条件を監視することができる。モータコントローラは、車両速度センサ、エンジン速度（たとえば、回転速度）センサ、スロットル位置、ギア位置などなどのエンジンの作動条件を監視する際に使用される１つまたはそれ以上のセンサからの入力を受信することができる。モータコントローラは、モータによって提供される補助を決定する際に使用される１つまたはそれ以上のセットの作動条件を（たとえば、継続的にまたは定期的に）決定するように構成することができる。
【００２７】
ステップ３０４で、モータによって提供される補助は、ステップ３２０で監視された各種作動条件に基づき選択的に決定される。この補助は各種作動条件で提供されるべき補助レベルを定義するモータ補助プロファイルに応じて決定することができる。一実施形態では、モータ補助プロファイルは、異なる線速度と回転速度で提供されるべき補助レベルを表すデータを有する（たとえば、モータコントローラに関連付けられるメモリに記憶される）参照テーブルであってもよい。ステップ３０２でモータコントローラによって観察される１セットの作動条件の場合、モータコントローラは、もしあれば、モータ補助プロファイルにおいて、モータに提供されるべき補助を参照するように構成することができる。次に、モータによって提供される補助は、観察された作動条件に最も密接に対応するモータ補助プロファイルに含まれる値に基づき設定することができる。たとえば、モータ補助プロファイルは、モータが２０ｋｍ／ｈの速度および３２００ｒｐｍのＲＰＭで低い補助レベル（たとえば、ピークトルクの１０％のモータ出力トルク）を提供すべきであることを示す値を含むことができる。別の例では、モータ補助プロファイルは、モータが５０ｋｍ／ｈの速度および１３００ｐｍのＲＰＭでより高いレベルの補助（たとえば、ピークトルクの９０％のモータ出力トルク）を提供すべきであると示すことができる。各種実施形態では、モータ補助プロファイルに反映される補助レベルは、加速需要、エンジン負荷、ギア位置などのその他の作動条件に基づくことができる。
【００２８】
ステップ３０６で、ステップ３０４で決定された補助レベルに基づきモータの作動（たとえば、モータによって提供される補助）を制御するために信号が生成される。その信号は、ステップ３０２で観察された作動条件に関するモータ補助プロファイルから得られる値に基づき、生成することができる。その後、生成された信号は、モータの作動および／またはモータによってエンジンに提供される補助を制御するために、モータに送信することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、少なくともいくつかの作動条件に関して（たとえば、作動条件が加速の需要を示すときなど）、モータは、（たとえば、排出量および／または動力需要または加速における急増を示す）上記作動条件中に、短時間または短パルスで、モータの連続作動定格よりも高い電流（たとえば、ピークトルク）または高いトルク（たとえば、ピークトルク）で作動させることができる。いくつかの実施形態では、上記条件で補助を提供するようモータを作動させることのできる電流および／またはトルクはより高く、モータの連続定格の３〜４倍となり得る。たとえば、一実施形態では、５０アンペア（「Ａ」）の連続電流定格を有するモータは、１８０Ａの電流レベルあるいはモータの連続５０Ａ定格を超える何らかの他の（たとえば所定の）値でパルスを発生させることができる。別の例では、３０ニュートンメートル（「Ｎ−ｍ」）の連続トルク定格を有するモータは、４０Ｎ−ｍのトルクレベルで、またはモータの連続２０Ｎ−ｍ定格を超える何らかのその他の値でパルスを発生されることができる。短パルスの形状で高電流および／または高トルクでモータを作動させることによって、モータの連続定格よりも高い電流および／またはトルクレベルでの作動中にモータに実質上損傷を負わせることなく、小型モータを利用することができる（たとえば、コスト節減や、モータと既存の構成要素との一体化の簡易化などがもたらされる）。モータがその定格連続値よりも高い電流および／またはトルクで作動される例示の実施形態を、図３Ｂを参照してより詳細に説明する。
【００３０】
次に図３Ｂを参照すると、一例示の実施形態に係る、電動モータ（たとえば、図１Ａおよび１Ｂに示されるモータ１０４）によってエンジン（たとえば、図１Ａおよび１Ｂに示される内燃機関１０２）に提供される補助を決定する工程３１０のフロー図が示されている。工程３１０は、いかにしてモータが異なる駆動条件（たとえば、異なる線速度および／または回転速度で提供される補助の量）の下でエンジンを補助するかを定義するモータ補助プロファイルを決定するために使用することができる。モータは、決定されたモータ補助プロファイルに基づきエンジンに選択的補助を提供するように調整することができる。いくつかの実施形態では、（たとえば、モータ補助プロファイルに基づき）エンジンを補助するためにモータを使用することにより、エンジンをより効率的に作動することができる、および／または車両排出量の低減、燃料消費量の低減（すなわち、燃料経済性の向上）、車両動力の増大、および／またはその他の恩恵を提供することができる。
【００３１】
工程３１０のステップ３１２で、エンジンを特徴付ける作動条件の範囲の全域で当該エンジンに関して排出量データが決定される（たとえば、収集または受信される）。排出量データは、一酸化炭素排出量、二酸化炭素排出量、炭化水素排出量、酸化窒素排出量、および／またはその他の車両排出量に関連するデータを含むことができる。いくつかの実施形態では、（たとえば、エンジン負荷、ギア位置、加速データなど、排出量データと異なるが、関連する）その他のデータを使用して、エンジン用のモータ補助プロファイルを決定することができる。各種類のエンジン（たとえば、ガソリン、ディーゼルなど）が、異なる排出量データ（たとえば、異なる排出量プロファイルまたは曲線）と関連付けられる。たとえば、小型ハッチバック車のエンジンは大型トラックのエンジンとは排出量データが異なる。ハイブリッドシステムが利用されるエンジンの各種類に関して、異なる排出量データまたは排出量プロファイルを決定することができる。
【００３２】
１実施形態では、排出量データは、当該エンジンの排出量テストに基づき収集することができる。たとえば、特定の種類の１つまたはそれ以上のサンプルエンジン（たとえば、特定の自動車または車種ラインで使用されるエンジン）を排出量に関してテストすることができる。一実施形態では、排出量は、排気ガス分析装置またはその他の排出量測定装置を用いて（たとえば、車両の排気管で）排出量レベルを測定しつつ、線速度および／または回転速度（たとえば、毎分回転数（「ＲＰＭ」））を測定するように構成される装置（たとえば、動力計）上でエンジンを稼働することによってテストすることができる。線速度および回転速度は本明細書ではそれぞれ速度およびＲＰＭと称するが、各種実施形態では他の尺度の線速度および／または回転速度を使用することができると理解すべきである。
【００３３】
排出量データは上記テストに基づき収集することができる。一実施形態では、排出量データは線速度、回転速度、およびエンジン排出量のうち少なくとも２つの間の関係を反映するように構成することができる。複数のサンプルエンジンがテストされる実施形態では、排出量データは、最も望ましい、および／または正確な結果または複数の結果、あるいは複数の結果の組み合わせ（たとえば、複数の結果の平均や複数の結果の標準偏差など）の選択に基づき収集および／または算出することができる。一実施形態では、排出量データに基づき作成されたモータ補助プロファイルは、テストされた複数のまたはすべての種類のエンジン（たとえば、テストされたエンジンを利用する全種類または全車種ラインの自動車）に関して使用することができる。テストの測定値に基づきエンジンの排出量データを決定することによって、エンジンおよび／または車両の所定の排出量データにアクセスするために個人または事業体がモータ補助プロファイルを作成する（たとえば、「ブラックボックス」環境でモータ補助プロファイルを作成する）必要性を低減または排除することができる。他の例示の実施形態では、エンジンおよび／または車両の所定の排出量データは（たとえば、エンジンおよび／または車両メーカによって）提供される場合もあり、提供された排出量データを用いてモータ補助プロファイルを作成することができる。
【００３４】
いったん当該エンジンに関する排出量データが得られたら、排出量データが分析され、排出量データの分析に基づきモータ補助プロファイルが作成される（ステップ３１４）。モータ補助プロファイルは、エンジンの効率を向上させ、排出量を低減するためにモータにエンジンの補助を指示するように設計することができる。図３Ｃを参照すると、一例示の実施形態に係る特定のエンジンの効率を表す輪郭グラフ３５０が示されている。グラフ３５０のｘ軸は、最小ＲＰＭと最大ＲＰＭとの間を％単位で回転速度を表している。グラフ３５０のｙ軸は、最小負荷と最大負荷との間を％単位でエンジン負荷（たとえば、マニホールド絶対圧力（ＭＡＰ））を表す。グラフ３５０は、エンジンが各種レベルの効率で作動する複数のゾーン３５２〜３７０を含む。エンジンは、ゾーン３５２で駆動しているときに最も効率的に作動する。このゾーンは比較的高い負荷と比較的低いＲＰＭとに相当する。グラフ３５０に示されるようなエンジン負荷は車速に関連する。通常、車速が上昇すれば、エンジン負荷も増加する。エンジンがゾーン３５２以外の各ゾーンで作動している間、エンジンの効率は順次低下していく。たとえば、２番目に効率的な作動ゾーンは、グラフ３５０においてゾーン３５２のすぐ隣のゾーン３５４である。３番目に効率的な作動ゾーンはゾーン３５６であり、４番目はゾーン３５８であり、５番目はゾーン３６０などである。最も非効率なゾーン（たとえば、エンジンが最大レベルの排出量を排出し、燃料を最も消費するゾーン）はゾーン３７２である。いくつかの実施形態では、工程３１０は、エンジンに補助を提供し、作動を効率の低いゾーンからより効率的なゾーンへとシフトさせるためにモータ補助プロファイルを利用することができる。
【００３５】
次に図３Ｄを参照すると、一例示の実施形態に係る（たとえば、図３Ｂの例示の実施形態のステップ３１２で得られた）サンプルエンジンまたは車両に関する排出量データを表すグラフ３７５が示されている。グラフ３７５は、排出量軸３８２を参照して決定された排出量を表す排出量曲線３８０を含む。排出量軸３８２は、最小排出量レベル（たとえば、１００万分の１での）と最大排出量レベルとの間の排出量を％点で表す。図示される例示の実施形態における排出量曲線３８０に反映される排出量は一酸化炭素排出量である。他の例示の実施形態では、排出量は、二酸化炭素排出量、炭化水素排出量、亜酸化窒素排出量、または他の種類の排出量であってもよい。グラフ３７５は速度（たとえば、線速度）曲線３８４も含み、この曲線３８４は速度軸３８６を参照して車速を表す。速度軸３８６は、最低速度（たとえば、毎時キロメートル（「ｋｍ／ｈ」））と最高速度との間の線速度を％点で表す。グラフ３７５は、テストが行われている時間を示す時間軸３８８をさらに含む。時間軸３８８は、テスト開始時間（たとえば、秒で）からテスト終了時間までの％点で時間を表す。図示される例示の実施形態では、車両はそのギア範囲を通じて、低速から高速へ段階的に進行した。各ギアに関し、車両は低速で稼働され、高速のギアに達するまでは速度は上昇し（たとえば、固定または可変単位で）、高速のギアに達した時点で車両が次の最高ギアにシフトされる。この工程を５つのギアで繰り返した。時間軸３８８上の点３９０は車両が第１ギアから第２ギアにシフトされた時間を反映し、点３９２は第２ギアから第３ギアへのシフトを、点３９４は第３ギアから第４ギアへのシフトを、点３９６は第４ギアから第５ギアへのシフトを反映している。各種例示の実施形態では、排出量データを得るために他のテストまたは例示のテストの変形を使用する場合もある。
【００３６】
再度図３Ｂを参照すると、モータからの補助が提供されるべきエンジン作動条件、および／または提供される補助のレベルまたは量は、排出量データに基づき決定され、モータ補助プロファイルがその決定に基づき作成される（ステップ３１４）。エンジン作動条件の１つまたはそれ以上の範囲（たとえば、線速度および回転速度の範囲）にわたって補助は提供することができる。補助のレベルは、１つまたはそれ以上の範囲間および／または単独の範囲内で変動し得る。たとえば、２０ｋｍ／ｈ〜９０ｋｍ／ｈの速度範囲および／または１０００ｒｐｍ〜３７００ｒｐｍのＲＰＭ範囲で補助を提供すべきであると決定することができるが、特定の速度でＲＰＭが低い小範囲（たとえば高ギア）では、同じ速度でＲＰＭが高い小範囲（たとえば、低ギア）よりも多くの補助が提供されるべきである。
【００３７】
別の例では、図３Ｄのグラフ３７５に反映されている例示のエンジンの場合、ＲＰＭが低い点３９８では、ＲＰＭが高い点３９７よりも大きい補助が提供されるべきであると決定することができる。高速であるほど、同じ速度で作動する高いギアよりは、低いギアであるほうが高いＲＰＭで作動する。たとえば、点３９２の直前の点３９７でエンジンでは、点３９２の直後の点３９８において第３ギアで同じ速度で作動するよりも高いＲＰＭで、第２ギアで作動する。点３９８でより大きな補助を提供することのほうが、点３９７でより大きな補助を提供することよりもエンジンの効率効果を高めることができる。というのは、（排出曲線３８０に反映される）ＲＰＭは同速では点３９７よりも点３９８で低く、排出量は高いからである。
【００３８】
モータからエンジンに補助を提供することで、エンジンは、それが車両に駆動力を提供する唯一の構成要素である場合に可能なＲＰＭよりも低いＲＰＭで作動しつつ、所望の速度および／または加速を達成することができる。たとえば、図３Ｃのグラフ３５０を参照すると、（たとえば、図３Ｄのグラフ３７５の点３９７および／または３９８で）補助を提供することによって、エンジンの作動を効率の低いゾーン（たとえば、ゾーン３６８）からより効率的なゾーン（たとえば、ゾーン３６２）へとシフトさせることができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、補助はすべてのエンジン作動条件の範囲を通じてモータによって提供することができるが、補助の程度（たとえば量）は作動条件に基づき変動させることができる。いったん補助の適切な範囲および／またはレベルが決定されれば、モータによって提供されるべき決定された補助を反映するモータ補助プロファイルが生成される。モータ補助プロファイルは、モータおよび／またはモータコントローラに関連付けられるメモリに記憶することができ、（たとえば、モータ制御アルゴリズムによって）モータが補助を提供すべき作動条件および補助レベルを決定するために利用することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、加速中など、動力の急増が望まれる（たとえば、排出量データが一時的に高い排出量すなわち排出量の急上昇を示す）作動条件中、より大きな補助をエンジンに提供することができる。図３Ｄのグラフ３７５を調べると、（速度曲線３８４に反映されるように）車両が（たとえば、急に）低速から高速に加速する場合には排出量曲線３８０の急上昇が示されている。これらの作動条件では、排出量曲線３８０に反映される排出量の一時的上昇に対抗し（たとえば、モータ補助なしの場合よりも一時的上昇が小さくなる、あるいは振幅が小さくなるように）、より大きな動力を提供するように、さらに大きな補助をモータから提供することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、モータは、（たとえば、図３Ａを参照して上述したように）このような作動条件中の、モータの連続作動定格よりも、短時間または短パルスで、高電流（たとえば、ピークトルク）または高トルク（たとえば、ピークトルク）で作動させることができる。各種実施形態によると、パルスの持続期間および／または振幅は、エンジン負荷需要（たとえば、加速）および／または排出量データに依存する場合もある。たとえば、排出量データが排出量において大きい、または長い急増を示す場合、排出量における急増が少ないまたは短い場合に比べて、印加されるパルスの振幅または寸法および／または持続期間が大きくなる場合もある。いくつかの実施形態では、動力需要の変化率が一定のレベルを超過する場合（たとえば、加速が一定の閾値を超える場合）にのみ、パルスを印加することができる。他の実施形態では、パルスは車両が加速を求められる場合は常に印加することができる、および／またはパルスの振幅および／または持続期間を動力需要の変化率（たとえば、加速）に依存させることができる。
【００４２】
各種実施形態では、モータコントローラは、モータを損傷から保護するためにパルスの持続期間および／または振幅を制限するように構成することができる。いくつかの実施形態では、パルスの振幅は、モータに提供される電流および／またはトルクが、モータの推奨ピーク電流および／または推奨ピークトルク（たとえば、モータの連続電流定格の２〜５倍）を超過しないように制限することができる。他の実施形態では、パルスの持続期間（たとえば、電流および／またはトルクが連続定格を超えている期間）はモータの温度によって制限することができる。たとえば、モータ温度入力が、モータが温度閾値（たとえば、モータが損傷を受ける可能性のある温度）に近づいていることを示す場合、モータコントローラはパルスの持続期間を短縮する、あるいはパルスを切断するように構成することができる。
【００４３】
別の実施形態では、各種エンジン作動条件で提供する補助は、車両が１つまたはそれ以上の作動条件の範囲内で駆動されると予測される頻度に基づいて決定することができる。たとえば、車両が２０ｋｍ／ｈ未満などの低速で駆動されることはあまりない（たとえば、２０ｋｍ／ｈよりも低い制限速度の道路はほとんど存在せず、ドライバは通常の駆動速度よりもかなり迅速に車両を加速させる傾向にあるため）。この低速度範囲内の速度では補助をほとんど、または全く提供しないと決定することができる。別の実施形態では、速度がこの低速度範囲内にありＲＰＭが高範囲（たとえば、２５００ＲＰＭ以上）にある作動条件では、補助をほとんどまたは全く提供しないと決定することができるが、速度がこの低範囲内にあり、ＲＰＭが低範囲（たとえば、１０００ＲＰＭ〜２５００ＲＰＭ）内にある作動条件では、より大きな補助を提供することができる。
【００４４】
車両は、第２〜第４または第５ギア（たとえば、第５ギアの低範囲）で通常作動している速度などの、中間速度範囲（たとえば、２０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈ）で駆動されていることが比較的多い。たとえば、多くの道路はこの中間速度範囲に速度制限を掲げている。いくつかの実施形態では、モータは、この中間速度範囲でエンジンに大きな補助を提供するように構成することができる。別の実施形態では、モータは、この中間速度範囲内では、ＲＰＭが低い作動条件下よりもＲＰＭが高い作動条件下で（たとえば、エンジンの排出量により大きな影響を与える、および／またはこうした条件下でエンジンをより効率的な作動ゾーンに移動させるために）、より高い補助レベルを提供するように構成することができる。
【００４５】
さらに別の実施形態では、補助を提供する決定は、モータが利用可能な電池パワーおよび／または電池の充電があまりにも早く枯渇しないように電池パワー節約の要望に少なくとも部分的に基づくことができる。いくつかの実施形態では、補助の決定は、エンジン効率および／または排出量削減を、電池の充電が利用可能である時間および／または距離とでバランスを取って行うことができる。たとえば、速度が非常に高い範囲（たとえば、９０ｋｍ／ｈ超）にある作動条件では排出量が非常に高い可能性があるが、補助の提供で電池が急速に枯渇する場合があるため、このような条件ではほとんど補助は提供されない。いくつかの実施形態では、速度が高速度範囲内で上昇するにつれ、補助を次第になくしていくことができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、モータ補助は、モータが追加のトルクを提供して速度の低下に合わせて車両を低いＲＰＭで作動させる（たとえば、低ギアへのシフトなしで車両を減速させる）ように定義することができる。通常作動時（たとえば、モータからの補助なし）、エンジンは高ギア（たとえば、第４ギア）では低速（たとえば、１０ｋｍ／ｈ）で作動することができない。ユーザが同じギアを維持できるように（たとえば、ユーザがエンストを避けるためにシフトダウンをする必要がないように）車両が減速される際にモータ補助を提供することができる。これにより、エンジンは高ＲＰＭで作動する１つまたはそれ以上の追加のギアを経て進む代わりに、（たとえば、一貫して）低ＲＰＭかつ低速で作動することができる。
【００４７】
いったんモータ補助プロファイルが作成されれば、モータ補助プロファイルは（たとえば、モータコントローラと関連して）ハイブリッドシステム内で実行することができ、作動条件（たとえば、速度とＲＰＭ）の範囲全体にわたるモータからの補助を伴うエンジンの排出量データが決定される（ステップ３１５）。いくつかの実施形態では、一貫性を持たせるため、ステップ３１５で排出量の決定に使用されるテスト（たとえば、作動パラメータの範囲や検査機器など）は、ステップ３１２で排出量を決定するのに利用されたテストに実質的に類似していてもよい。
【００４８】
ステップ３１５で決定された排出量データは、モータ補助プロファイルの追加の変更が望まれるか否かを決定するように検査および／または分析することができる（ステップ３２０）。１つまたはそれ以上の作動条件の範囲についてステップ３１５で決定された排出量データに反映されるよりも排出量の低減量が大きい場合、さらなる変更が実行される。ステップ３１５で決定された排出量データが作動条件の１つまたはそれ以上の範囲について所望するよりも大きな排出量低減を反映する場合も変更が望ましく、電池パワーを節減するためにモータ補助の低減を実行することができる。モータ補助プロファイルへのさらなる変更が望まれる場合、モータ補助プロファイルは所望の変更を実行するように調節することができ（ステップ３２５）、工程３１０はステップ３１５に進んで、調節されたモータ補助プロファイルに定義されるようにモータによって補助が提供されるエンジンの排出量データを再度決定することができる。モータ補助プロファイルへのさらなる変更が望まれない場合、ハイブリッドシステム（たとえば、モータおよび／またはモータコントローラ）はモータ補助プロファイルに基づき調整される、および／または構成される（ステップ３３０）。
【００４９】
図３Ｂに示される例示の実施形態の各種ステップは、排出量データに基づき実施されると記載されている。しかしながら、他の例示の実施形態では、類似のステップ（たとえばデータの分析およびモータ補助プロファイルの作成）はその他の種類のデータまたは車両情報に基づくことができる。たとえば、一実施形態では、エンジン負荷データに基づき（たとえば、エンジン負荷が高い作動条件ほど大きな補助が提供され、エンジン負荷が低い作動条件ほど小さな補助が提供されるように）モータ補助プロファイルを作成することができる、および／または補助を変動させることができる。別の実施形態では、ギア位置に基づき（たとえば、第１ギア、第２ギア、第３ギアなど、いくつかのギアで残りのギアよりも大きな補助が提供されるように）モータ補助プロファイルを作成することができる、および／または補助を変動させることができる。さらに別の実施形態では、加速データおよび／または加速器（たとえば、ガスペダル）位置に基づきモータ補助プロファイルを作成することができる、および／または補助を変動させることができる。
【００５０】
次に図４Ａを参照すると、一例示の実施形態に係る、ユーザ入力に基づきモータによってエンジンに提供される補助を決定する工程４００のフロー図が示されている。制限された量の動力がエネルギー貯蔵素子（たとえば、電池および／またはキャパシタ）から利用可能であり、この動力を用いてエンジンへ補助を提供するため、モータを駆動させる。たとえば、差込式ハイブリッドは、ハイブリッドモード（たとえば、モータ補助あり）での充電サイクル間に制限された距離のみを移動することができる。その距離は、モータによって提供されている補助の量に依存することができる。ハイブリッドシステムは一定の条件下で（たとえば、下り坂の惰性走行中や制動中など）エネルギー貯蔵素子に動力を回生するように構成することができるが、動力が回生される条件は、利用可能な充電量が枯渇し、モータがもはやエンジンに補助を提供できなくなる前に、車両がさらに制限された距離のみを移動できるように、限定することができる。
【００５１】
補助は、特定の概算距離にわたり、あるいは特定のモード設定にしたがい（たとえば、より高い燃料経済性と効率を提供する節約モードや動力の増大を提供するパワーモードなど）補助を提供するように最適化される（たとえば、上述の工程３００などの工程に従い作成される）モータ補助プロファイルに基づき提供することができる。しかしながら、車両のドライバは、異なる距離にわたって、および／または異なる時間に異なるモードで車両を作動させることを望む場合がある。工程４００を用いて、車両のユーザは駆動範囲（たとえば、距離）および／またはモードを特定することができ、モータ補助プロファイルがユーザ入力に基づき決定されて、モータによって提供される補助を制御するために使用される場合もある。たとえば、ドライバは長い駆動範囲を指定することができ、モータ補助プロファイルは、モータが駆動範囲の大部分または全部にわたって補助を提供し、利用可能なエネルギーが移動の早い時期に枯渇しないように選択する、および／またはその長距離に合わせてカスタマイズすることができる。ドライバは短い駆動範囲を指定することができ、モータ補助プロファイルは、利用可能なエネルギーの大部分または全部が利用され、モータが駆動範囲すべてにわたってより大きな補助を提供することができるように選択する、および／またはその長距離に合わせてカスタマイズすることができる。工程４００によって、モータにより提供される補助は、車両のユーザからの入力を必要とせず、知的に構成される。
【００５２】
各種実施形態では、工程４００の１つまたはそれ以上のステップは、手動で（たとえば、人間によって）実行することができる、および／またはコンピュータ（たとえば、１つまたはそれ以上のコンピュータ読取り可能媒体（たとえば、メモリ）内に記憶され、１つまたはそれ以上のプロセッサによって実行可能な指示を介して）実施することができる。たとえば、工程４００の各種ステップは、図２Ａの例示の実施形態について説明されたモータコントローラ２０４および／または図２Ｂの例示の実施形態について説明されたモータコントローラ２５４などのモータコントローラによって実行することができる。
【００５３】
ステップ４０１で、（たとえば、モータコントローラ２０４および／または２５４などのモータコントローラによって実行される）工程４００は、モータを駆動し、エンジンを補助するのに利用可能なエネルギー量を決定する。モータコントローラは、エネルギー貯蔵素子の充電状態入力などの１つまたはそれ以上の入力（たとえばハイブリッドシステム入力）を利用して利用可能なエネルギーを決定するように構成することができる。いくつかの実施形態では、利用可能なエネルギーは、エネルギー貯蔵素子内に保存される総エネルギーと等価でなくともよい。ハイブリッドシステムは、たとえば、エネルギー貯蔵素子の損傷を回避するために、エネルギー貯蔵素子が一定の最大放電深度（「ＤＯＤ」）（たとえば、５０％のＤＯＤ、６０％のＤＯＤ、７０％のＤＯＤなど）を超えるのを防ぐように構成することができる。最大放電深度は、エネルギー貯蔵素子、モータ、エンジン、車両、および／またはその他の要因の特徴に基づき決定することができる。利用可能な充電量は、開始ＤＯＤと最大ＤＯＤとの差に基づき決定することができる。たとえば、電池の最大ＤＯＤが電池の総容量の６０％と決定され、駆動サイクルの開始時の開始ＤＯＤが１０％である場合、駆動サイクルの経過全体にわたってモータ補助を提供するのに利用可能な充電量は電池の総容量の５０％と決定することができる。いくつかの実施形態では、最大ＤＯＤおよび／または利用可能なエネルギーは、電池温度、電池寿命、モータ寸法、および／またはその他の要因などの要因に基づき決定することができる。
【００５４】
放電深度は、エネルギー貯蔵素子の保存容量のどの程度が使い果たされたかを示す尺度である。いくつかの実施形態では、補助を提供するために利用可能なエネルギーは、エネルギー貯蔵素子の充電状態（「ＳＯＣ」）に基づき決定することができる。エネルギー貯蔵素子のＳＯＣはそのＤＯＤに反比例する。利用可能なエネルギーは、エネルギー貯蔵素子の開始ＳＯＣと決定された最小ＳＯＣとの差に基づき決定することができる。たとえば、最小ＳＯＣが電池の総容量の４０％であり、開始ＳＯＣが９０％である場合、モータ補助を提供するために利用可能な充電量は電池の容量の５０％と決定することができる。
【００５５】
ステップ４０２で、モータコントローラは、モータ補助プロファイルを決定する際に使用されるようにユーザからの入力を受信する。ユーザは、ユーザが入力を選択できる１つまたはそれ以上の特徴（たとえば、ノブ、ボタン、タッチスクリーンなど）を含む入力装置を介して入力を提供することができる。入力装置は、車両内（たとえば、車両のダッシュボード上またはその近傍）に配置することができる。一実施形態では、ユーザは予測駆動範囲または距離を入力することができる。入力される駆動範囲は、ユーザがその日の間および／またはエネルギー貯蔵素子の充電サイクル間に移動すると予想する範囲または距離を示すことができる。一実施形態では、ディスプレイが、ユーザが範囲を選択できる複数の範囲オプション（たとえば、２０キロメートル（「ｋｍ」）未満、２０ｋｍ、４０ｋｍ、６０ｋｍ、８０ｋｍ、１００ｋｍ、１００ｋｍ超など）をユーザに提示することができる。別の実施形態では、ユーザが範囲を指定する（たとえば、駆動範囲を示す数字をキーパッドまたはタッチスクリーンにタイプする）ことができる。
【００５６】
さらに別の実施形態では、ユーザは、各種作動条件でモータによって提供される補助をカスタマイズするように１つまたはそれ以上の利用可能なモードを選択することができる。たとえば、ユーザは、燃料経済性および効率を高めるように補助が提供される節約モードを選択することができる。別の例示の実施形態では、ユーザは、（たとえば、加速のために）余分の動力を提供するように補助が提供されるパワーモードを選択することができる。他の実施形態では、車両および／またはハイブリッドシステムと関連付けられるセンサからの入力に自動的に基づき、モードを選択することができる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、モータコントローラおよび／またはハイブリッドシステムのその他の構成要素は、後の使用のためにユーザ入力を記憶することのできるメモリ（たとえば、不揮発性メモリ）を含むことができる。たとえば、ユーザは、特定の駆動範囲（たとえば、通常ユーザが平日に駆動する範囲）を入力し、その駆動範囲がデフォルト領域として使用されるべきであることを示すことができる。ユーザが駆動範囲を入力しない場合、デフォルト領域を使用してモータがエンジンに提供すべき補助を確定することができる。他の実施形態では、ユーザは日付のグループおよび／または日付の種類について駆動範囲を指定し、その駆動範囲をメモリに記憶させることができる。たとえば、平日と週末、曜日、日付などのデフォルト値をメモリに記憶させることができる。各種実施形態では、ユーザインタフェースは、ユーザがデフォルト領域を無効にして異なる範囲を入力できるように構成することができる。このような実施形態は、たとえば、（たとえば、休暇のため）ユーザが通常駆動しないルートおよび／または距離を駆動すると計画する場合に使用することができる。
【００５８】
ステップ４０３で、モータ補助プロファイルは、ステップ４０１で決定された利用可能なエネルギー、および／またはステップ４０２で受信されたユーザ入力に基づき決定される。一実施形態では、それぞれ異なる利用可能なエネルギーレベル、駆動範囲、および／またはモードに関連付けられる複数のモータ補助プロファイルが、（たとえば、モータコントローラの）メモリに記憶され、適切なモータ補助プロファイルが記憶されたプロファイルの中から選択される。複数のモータ補助プロファイルはそれぞれ、特定の利用可能なエネルギーレベルおよび／または駆動範囲に基づく、および／または特定の利用可能なエネルギーレベルおよび／または駆動範囲に最適化させることができる。関連付けられる利用可能なエネルギー量が少ない、および／または駆動範囲が長いモータ補助プロファイルに比べ、関連付けられる利用可能なエネルギー量が多いほど、および／または駆動範囲が短いほど、作動条件の範囲すべてにわたってより大きいレベルの補助を提供することができる。モータに動力を供給するのに利用可能な充電量が減少する、および／またはモータ補助プロファイルに関連付けられる範囲が増加するにつれ、利用可能な電池充電量を引き延ばすため、結果的に恩恵（たとえば、排出量、燃料経済性など）が低減するような状況では、および／または作動条件については補助を低減するように、補助を選択的に低減させることができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、各モータ補助プロファイルは、１つの利用可能なエネルギーレベルと１つの駆動範囲とに基づくことができる。たとえば、１つのモータ補助プロファイルは、エネルギー貯蔵素子の容量６０％の利用可能なエネルギーレベルと５０ｋｍの駆動範囲とに関連付けることができる。別のモータ補助プロファイルは、エネルギー貯蔵素子の容量４０％の利用可能なエネルギーレベルと８０ｋｍの駆動範囲とに関連付けることができる。利用可能なエネルギーレベル毎にいくつかのプロファイルを有することができ、各プロファイルは異なる駆動範囲に関連する。駆動範囲毎にいくつかのプロファイルを有することができ、各プロファイルは異なる利用可能なエネルギーレベルに関連する。その他各種実施形態では、各モータ補助プロファイルは、１つまたはそれ以上の利用可能なエネルギーレベル、駆動範囲、および／またはモードに基づくことができ、プロファイルが明確に基にしていない要因に基づき変更することができる。たとえば、一実施形態では、モータ補助プロファイルは６０ｋｍの駆動範囲と、エネルギー貯蔵素子が完全に充電されているという仮定とに基づくことができる。エネルギー貯蔵素子が完全に充電されていない場合、モータ補助プロファイルは（たとえば、ある作動条件での補助を低減または排除することによって）変更することができる。
【００６０】
各利用可能なエネルギーレベルおよび／または駆動範囲のモータ補助プロファイルは、図３Ａに示される例示の実施形態を参照して上述したものと類似の方法および／または検討事項に基づき、作成および／またはカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態では、高駆動範囲および／または低利用可能なエネルギーレベルのモータ補助プロファイルは、低い駆動範囲および／または高い利用可能なエネルギーレベルを有するモータ補助プロファイルと比較して、１つまたはそれ以上の作動条件で提供される補助を減少させることによって生成することができる。たとえば、（たとえば、排出量および／または燃料経済性に対する）補助の恩恵効果が低い１つまたはそれ以上の作動条件で提供される補助レベルを低減することができる。さらに、低い駆動範囲および／または高い利用可能なエネルギーレベルのモータ補助プロファイルは、高い駆動範囲および／または低い利用可能なエネルギーレベルに関連付けられたモータ補助プロファイルと比較して、１つまたはそれ以上の作動条件で補助を提供することによって生成することができる。たとえば、補助の恩恵効果が高い１つまたはそれ以上の作動条件で提供される補助レベルを上昇させることができる。
【００６１】
他の実施形態では、異なるモータ補助プロファイルについて異なる作動条件で補助を提供することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、低い駆動範囲および／または高い利用可能なエネルギーレベルを有するモータ補助プロファイルと比較して、１つまたはそれ以上の作動条件で補助を排除することによって高い駆動範囲および／または低い利用可能なエネルギーレベルのモータ補助プロファイルを生成することができる。たとえば、補助の恩恵効果（たとえば、排出量および／または燃料経済性）が低い１つまたはそれ以上の作動条件については補助を提供しないということもできる。さらに、低い駆動範囲および／または高い利用可能なエネルギーレベルのモータ補助プロファイルは、低い駆動範囲および／または高い利用可能なエネルギーレベルを有するモータ補助プロファイルにより補助が提供されない１つまたはそれ以上の作動条件で補助を提供することによって、生成することができる。たとえば、補助の恩恵効果が高い１つまたはそれ以上の作動条件については補助を追加することができる。
【００６２】
次に図４Ｂを参照すると、一例示の実施形態に係る、例示のセットのモータ補助プロファイルに関して異なる利用可能なエネルギーレベルおよび異なる駆動範囲で提供可能な平均補助を示す、モータ補助表４１０が示されている。表４１０は、異なる予想駆動範囲（たとえば、４０ｋｍ、６０ｋｍ、８０ｋｍ、および１００ｋｍ）を示す４つの列と、異なる利用可能なエネルギーレベル（たとえば、エネルギー貯蔵素子の総容量のパーセンテージとして表される）を示す４つの行とを有する。表４１０の各種セル中に表される値は、異なる駆動範囲と利用可能なエネルギーレベルに関して駆動サイクル（たとえば、充電サイクル間の時間）にわたって提供される平均補助を表す。表４１０では、６０ｋｍの駆動範囲と７０％の利用可能な充電量（たとえば、フル充電を表す）が基本条件を表し、その他の条件での平均補助は、この基本条件を基準として提供される。たとえば、利用可能なエネルギーが７０％と決定され、駆動範囲が４０ｋｍで設定される場合、駆動サイクルにわたって提供される平均補助は１２０％になるだろう、すなわち６０ｋｍの駆動範囲で提供される平均補助より２０％高くなるだろう。利用可能なエネルギーが５５％と決定され、駆動範囲が６０ｋｍで設定される場合、平均補助は８０％になるだろう、すなわち、７０％の利用可能なエネルギーレベルで提供される平均補助よりも２０％低くなるだろう。その他の各種条件の結果、表４１０に示されるように異なる平均補助レベルが生じる可能性がある。表４１０は、モータによって提供される補助が利用可能なエネルギーレベルおよび／または選択された駆動範囲に基づき変動することがあることを例示するために提示されており、補助が異なる条件下でいかに変動し得るかの一例に過ぎない。各種例示の実施形態では、補助が提供される作動条件および／または異なる各種方法における補助の程度は変動し得ると認識すべきである。さらに、利用可能なエネルギーレベル、駆動範囲、および／または補助レベル間の段階的変化は各種例示の実施形態によって異なることを認識しておくべきである。
【００６３】
次に図４Ｃ〜４Ｆを参照すると、一例示の実施形態に係る、異なる駆動範囲にそれぞれ関連付けられる複数のモータ補助プロファイルにしたがい提供される補助が示されている。具体的に図４Ｃを参照すると、一例示の実施形態に係る、最短駆動範囲（たとえば、４０ｋｍ）に関するモータ補助プロファイルに対応するグラフ４２０が示されている。グラフ４２０は、回転速度軸４２４（たとえば、最小ＲＰＭと最大ＲＰＭ間の％点として表される）とモータ駆動電流軸４２２（たとえば、最小駆動電流と最大駆動電流間の％点として表される）とを含む。いくつかの実施形態では、軸４２２はモータの出力トルク（たとえば、出力トルクが駆導電流に比例するとき）を表すことができる。グラフ４２０は、第１、第２、第３、第４、および第５ギアにおいて異なるＲＰＭレベルで提供される平均補助をそれぞれ表す数個の曲線４２６、４２８、４３０、４３２、および４３４を含む。
【００６４】
次に図４Ｄ〜４Ｆを参照すると、例示の実施形態に係るグラフ４４０、４６０、および４８０がそれぞれ示されている。グラフ４４０、４６０、および４８０は、段々と長くなる駆動範囲（たとえば、６０ｋｍ、８０ｋｍ、および１００ｋｍ）のモータ補助プロファイルにそれぞれ対応する。グラフ４２０、４４０、４６０、および４８０の比較は、各種例示の実施形態においていかにして駆動範囲に基づき補助を選択的に変更できるかを示す。たとえば、グラフ４４０では、グラフ４２０の場合よりも第１ギアで少ない補助を提供することができる（たとえば、４０ｋｍ範囲の場合の第１ギア曲線４２６と６０ｋｍ範囲の場合の第１ギア曲線４４６とを比較する）。中間範囲のギア（たとえば、第２、第３、および／または第４ギア）で提供される補助は、４０ｋｍ〜６０ｋｍの範囲で比較的一定に保持することができる（たとえば、４０ｋｍの範囲の曲線４２８、４３０、および／または４３２と、６０ｋｍの範囲の曲線４４８、４５０、および／または４５２とを比較する）。図４Ｅおよび４Ｆを参照すると、モータ補助プロファイルは、駆動範囲を増加させるために、一定の作動条件（たとえば、第１および／または第５ギア）での補助を、その他の作動条件（たとえば、第２、第３、および／または第４ギア）での補助を低減する前に、選択的に低減するように設計することができる。
【００６５】
図４Ｃ〜４Ｆはギア位置に対する補助レベルを示すが、モータによって提供される補助は各種作動条件（たとえば、線速度、回転速度など）に基づくことができ、必ずしもギア位置に基づかなくてもよいことを認識しておくべきである。グラフ４２０、４４０、４６０、および４８０は、モータによって提供される補助が選択された駆動範囲に基づき、いかに変動するかを例示するために提示されており、補助が様々な条件下でいかに変動し得るかの例に過ぎない。各種例示の実施形態は補助が提供される作動条件および／または補助の程度を様々に変動させることができると認識すべきであり、このような変形はすべて本開示の範囲に含まれると意図される。
【００６６】
再度図４Ａを参照すると、異なる実施形態では、利用可能な（たとえば、デフォルトの）モータ補助プロファイルは、（たとえば、複数のモータ補助プロファイルの中から選択されるのではなく）利用可能なエネルギーレベル、駆動範囲、および／またはモードに基づき変更または調節することができる。たとえば、６０ｋｍの駆動範囲に関連付けられるデフォルトモータ補助プロファイルは、ユーザから受信する８０ｋｍの駆動範囲に合わせて変更または最適化することができる。ユーザから受信する駆動範囲がデフォルトモータ補助プロファイルに関連付けられる駆動範囲よりも短い場合（たとえば、デフォルトモータ補助プロファイルが６０ｋｍの駆動範囲に関連付けられ、ユーザが４０ｋｍの駆動範囲を提供した場合）、デフォルトモータ補助プロファイルは、作動条件中により高いレベルの補助を提供する、および／またはデフォルトモータ補助プロファイル下で補助が提供されなかったいくつかの作動条件での補助を提供するように変更することができる。ステップ４０１で決定された利用可能なエネルギーレベルがデフォルトモータ補助プロファイルに関連付けられるエネルギーレベルよりも高い場合（たとえば、決定された利用可能なエネルギーレベルが７０％であり、デフォルトモータ補助プロファイルが５０％の利用可能なエネルギーレベルに関連付けられている）、デフォルトモータ補助プロファイルは、いくつかの作動条件中により大きな補助レベルを提供する、および／またはデフォルトモータ補助プロファイルの元では補助が提供されなかった作動条件で補助を提供するように変更することができる。変更は、エンジンのＲＰＭ、車速、ギア位置、加速など、図３Ａを参照して説明されたような方法に基づくことができる。
【００６７】
ユーザから受け取る駆動範囲がデフォルトモータ補助プロファイルと関連付けられる駆動範囲よりも長い場合（たとえば、デフォルトモータ補助プロファイルが６０ｋｍの駆動範囲と関連付けられ、ユーザが９０ｋｍの駆動範囲を提供した場合）、モータ補助プロファイルは、いくつかの作動条件中の補助のレベルを小さくする、および／またはデフォルトモータ補助プロファイルの下で補助が提供されるいくつかの作動条件を排除することで、充電量を節約するように変更することができる。ステップ４０１で決定された利用可能なエネルギーレベルがデフォルトモータ補助プロファイルに関連付けられるエネルギーレベルよりも低い場合（たとえば、決定された利用可能なエネルギーレベルが４０％であり、デフォルトモータ補助プロファイルが５０％の利用可能なエネルギーレベルに関連付けられる）、モータ補助プロファイルは、いくつかの作動条件中により少ない補助レベルを提供する、および／またはデフォルトモータ補助プロファイル下で補助が提供される条件での補助を排除するように変更することができる。たとえば、中間ＲＰＭ、低ギア（たとえば、第１ギア）および高（たとえば、第５）ギアなどでの補助を低減または排除することができる。
【００６８】
ステップ４０４で、モータコントローラは、決定されたモータ補助プロファイルに基づきモータの作動を制御するために制御信号を生成するように構成される。生成された制御信号はモータに提供され、いかにしてモータが変動する作動条件下でエンジンに補助を提供するかを定義することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、モータコントローラは、（たとえば、継続的に、周期的になど）エネルギー貯蔵素子の充電レベル（たとえば、現在の充電レベル、ＤＯＤ、ＳＯＣなど）を監視して、充電レベルが最大ＤＯＤを超えないよう（もしくは最小ＳＯＣを下回らないよう）確保するように構成することができる。充電レベルは、たとえば、エネルギー貯蔵素子、エネルギー貯蔵素子用の充電装置、エネルギー貯蔵素子用の監視装置などからの入力を用いて監視することができる。各種実施形態では、モータコントローラが、充電レベル（たとえば、現在のＤＯＤ）が最大ＤＯＤに近い、最大ＤＯＤである、あるいは最大ＤＯＤを超えると決定すれば、モータコントローラはモータへの動力供給を切断する（たとえば、エンジンへのモータ補助をオフにする）ことができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドシステムは、モータ補助が切断されている間（たとえば、制動中や坂を下る惰性走行中など）、エネルギーをエネルギー貯蔵素子に回生させることができる。回生の結果、エネルギー貯蔵素子において利用可能なエネルギーが増え、ＳＯＣが減少し、ＤＯＤが減少する。いくつかの実施形態では、モータコントローラは、いったんエネルギー貯蔵素子のＤＣＤ最大ＤＯＤを下回るレベルに戻るとモータ補助を再起動するように構成することができる。他の実施形態では、モータコントローラは、ＤＯＤがエネルギー貯蔵素子の最大ＤＯＤを下回る（たとえば、ユーザ定義、ハイブリッドシステム定義、静的、動的、電池および／またはモータの特性に基づく）特定の閾値に達する、あるいは超えた場合、モータ補助を再起動するように構成することができる。たとえば、電池のＤＯＤは電池容量の６０％とすることができ、閾値は最大ＤＯＤより２０％下に設定することができ、もし電池の充電量が６０％の最大ＤＯＤを超過してモータ補助が切断されたら、モータ補助は電池充電量が（たとえば、回生を通じて）４０％以下のＤＯＤになるまで再起動されない。いくつかの実施形態では、モータ補助が再起動されたとき、補助は、補助が切断される前に利用されていたのと同じモータ補助プロファイルに応じて決定することができる。
【００７１】
他の各種実施形態では、モータコントローラは、監視された充電レベルに基づき異なるプロファイルを選択するように構成することができる。いくつかの実施形態では、モータコントローラは、充電レベルが所定の閾値（たとえば、電池の最大ＤＯＤの２０％内）を下回るときに別のプロファイルを選択するように構成することができる。充電レベルが閾値を下回った時点で使用されていたモータ補助プロファイルよりも、低い利用可能な充電量および／または長い駆動範囲に基づくことができるようにモータの補助を指示するために、新たなプロファイルを選択することができる。たとえば、充電レベルが、６０％の利用可能な充電レベルと５０ｋｍの駆動範囲に関連付けられるモータ補助プロファイル下で、閾値を下回る場合、２０％の利用可能な充電レベルおよび／または１００ｋｍの駆動範囲に関連付けられる新たなモータ補助プロファイルを選択することができる。他の実施形態では、充電レベルが閾値を下回った時点で有効であったモータ補助プロファイルを変更する、および／または低充電レベルに基づき補助を低減することができる。たとえば、１つまたはそれ以上の作動条件でモータに提供される補助を低減する、および／または１つまたはそれ以上の作動条件での補助を排除することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、利用可能なエネルギーレベルおよび／またはモータによって提供される補助は、駆動範囲すべてにわたってハイブリッドシステムによって（たとえば、制動中や下り坂の惰性走行中などに）回生されると予想される概算エネルギー量に基づき決定および／または修正することができる。いくつかの実施形態では、回生されると予想されるエネルギー量は、（たとえば、モータコントローラに関連付けられるメモリに記憶される）一定の距離にわたって回生される平均（たとえば、固定）エネルギー量に基づき決定することができる。たとえば、ハイブリッドシステムを利用する車両は、運転される６０ｋｍ毎に、モータに動力を提供する電池容量の１５％を回生することが分かっている。駆動サイクルの駆動範囲は６０ｋｍの場合、回生されると予想されるエネルギー量は電池容量の１５％であると決定することができる。駆動サイクルの駆動範囲が４０ｋｍである場合、回生されると予想されるエネルギー量は電池容量の１０％と決定することができる。
【００７３】
回生されると予測されるエネルギー量は、メモリに記憶された回生データに基づき決定することができる。たとえば、モータコントローラは、異なる長さおよび異なる時間の駆動サイクルすべてにわたって回生されるエネルギー量に関連するデータを（たとえば、電池充電装置または電池監視装置から受信した電池充電データを用いて）収集するように構成することができる。一実施形態では、モータコントローラは、類似の距離または駆動範囲の１つまたはそれ以上の以前の駆動サイクル間に回生されたエネルギーに基づき、予想回生エネルギーを推定するように構成することができる。たとえば、５０ｋｍの駆動範囲が選択される場合、モータコントローラは、５０ｋｍ近傍の駆動範囲を有する複数の以前の駆動サイクルに関する回生エネルギー値の平均として予想回生エネルギーを決定することができる。別の実施形態では、モータコントローラは、１日またはそれ以上の日の回生データに、代替的にまたは追加的に基づき、予想回生エネルギーを決定するように構成することができる。たとえば、予想回生エネルギーが決定される現駆動サイクルが水曜日に当たる場合、予想回生エネルギーは、複数の以前の水曜日の回生データに基づき決定することができる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、ステップ４０１で決定された利用可能なエネルギーレベルは、駆動サイクル中に回生されると予想されるエネルギー量によって増大させることができる。たとえば、決定された利用可能なエネルギーレベルが電池容量の５０％であり、ハイブリッドシステムが電池充電量の１０％を補充するのに十分なエネルギーを回生すると予想される場合、利用可能なエネルギーレベルは６０％に設定または増大させることができる。
【００７５】
他の実施形態では、モータによって提供される補助は、駆動サイクル中に回生されると予想されるエネルギーに基づき修正することができる。一実施形態では、予想回生エネルギーに基づき、異なるモータ補助プロファイルを選択することができる。たとえば、ステップ４０１で決定される利用可能なエネルギーレベルが４０％であり（予想される回生を考慮せずに）、駆動範囲が５０ｋｍであり、予想回生エネルギーが電池の容量の２０％である場合、６０％の利用可能なエネルギーレベルと５０ｋｍの駆動範囲に関連付けられるモータ補助プロファイルを選択することができる。別の実施形態では、選択されたまたはデフォルトのモータ補助プロファイルを、予想回生エネルギーに基づき修正することができる。１つまたはそれ以上の作動条件でより大きな補助を提供することができる、および／または未修正のプロファイルの下では補助が提供されないであろう１つまたはそれ以上の作動条件で補助を提供することができる。各種実施形態では、提供される補助は、予想回生エネルギーが増えるとともに、（たとえば、平均で）増大し得る。
【００７６】
次に図５を参照すると、一例示の実施形態に係る、モータによって補助が提供された排出量テストから生じる排出量データのグラフ５００が示されている。グラフ５００に示されるデータは、（たとえば、モータからの補助なしの車両に関するデータを示す）図３Ｄのグラフ３７５と類似する、または同じテストを用いて得られる。グラフ５００は、本明細書に記載の各種例示の実施形態に係る、モータから選択的な補助を提供するハイブリッドシステムを含む車両に関して得られる排出量データを表す排出曲線５０５を含む。
【００７７】
モータからの補助のない作動と補助のある作動との差の効果は、グラフ３７５の排出量曲線３８０とグラフ５００の排出量曲線５０５とのを比較すると明らかである。２つの排出量曲線が明確に示すように、排出量テストの範囲全体にわたる総排出量は、モータからの選択的補助のある排出量曲線５０５においては、モータ補助のない排出量曲線３８０よりも大幅に低い。さらに、２つの排出量曲線の比較が示すように、異なるレベルの補助が異なる作動条件で提供される。たとえば、排出量曲線３８０と５０５間の差が目立つ２５％〜６７％の速度範囲では、排出量曲線３８０と５０５間の差があまり目立たない０％〜２５％の速度範囲よりも大きな補助が提供されているようである。
【００７８】
各種例示の実施形態に係る、本明細書に記載されるようなモータからの補助を利用する車両は、大幅な排出量削減および／または燃料経済性の向上を達成することができる。一例では、約１１ｋｍの駆動範囲の場合、エンジンへの補助を提供するハイブリッドシステムを利用する車両は、モータ補助なしの類似の車両よりも、一酸化炭素排出量を約４３％削減し、炭化水素排出量を約１６％削減し、亜酸化窒素排出量を約５３％削減し、二酸化炭素排出量を約３５％削減し、および／または燃料経済性を約５５％向上させることができる。その他の各種例示の実施形態では、恩恵は、エンジンによって提供される補助、システムが利用可能な保存エネルギー、予測駆動範囲、および／またはその他の要因次第でさらに大きくなる場合がある。いくつかの実施形態では、燃料経済性は、モータからの補助を利用することによって１３０％以上まで向上させることができる。
【００７９】
次に図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、および７Ｂを参照すると、各種例示の実施形態に係る、別の排出量テストによる結果の排出量データのグラフが示されている。図６Ａ〜７Ｂの基本排出量テストは、図３Ｄおよび図５の基本テストとは異なる。図６Ａ〜７Ｂに示される基本排出量テストは、車両が停止状態からいくつかの異なる速度へ急加速され、各速度に到達した後に停止状態に戻る駆動テストである（速度曲線６０５に示される）。その後、車両は高速に加速され（たとえば、速度範囲の最高速度の７０％）、低速に減速され（たとえば、５０％）、高速に戻り（たとえば、７０％）、そして停止される前に、さらに高速に、加速される（たとえば、９０％）。
【００８０】
図６Ａは、モータ補助なしの車両（たとえば、非ハイブリッド車）に関するテストの実施による結果の二酸化炭素排出量データを示すグラフ６００を含む。二酸化炭素排出量曲線６１０は、上記テストで得られる二酸化炭素排出量データのグラフである。図６Ｂは、モータ補助ありの類似の車両（たとえば、ハイブリッドモード）に関するテストの実施による結果の二酸化炭素排出量データを示すグラフ６２０を含む。二酸化炭素排出量曲線６３０は、本明細書に記載の特徴を利用するハイブリッドモードにおけるテストで得られる二酸化炭素排出量データのグラフである。排出量曲線６１０と６３０との比較が実証するように、二酸化炭素排出量は、モータからの補助を利用することによって、いくつかの異なる作動条件で選択的に低減させることができる。
【００８１】
図７Ａは、非ハイブリッド車におけるテストの実施による結果の一酸化炭素排出量データを示すグラフ７００を含む。一酸化炭素排出量曲線７１０は、上記テストで得られる一酸化炭素排出量データのグラフである。図７Ｂは、（たとえば、ハイブリッドモードで）モータ補助を有する類似の車両におけるテストの実施による結果の一酸化炭素排出量データを示すグラフ７２０を含む。一酸化炭素排出量曲線７３０は、本明細書に記載の特徴を利用するハイブリッドモードにおけるテストで得られる一酸化炭素排出量データのグラフである。排出量曲線７１０および７３０の比較が実証するように、一酸化炭素排出量もまた、モータからの補助を利用することによって異なる作動条件で選択的に低減させることができる。
【００８２】
次に図８Ａ〜８Ｄを参照すると、図１〜４Ｆを参照して本明細書で説明されるハイブリッドシステムの各種例示の実施形態を利用することによって達成され得るサンプル結果を示す４つのグラフ８００、８０５、８１０、および８１５が提供されている。グラフ５００、８００、８０５、８１０、および８１５のｘ軸は、最小ＲＰＭと最大ＲＰＭとの間の回転速度を％単位で表す。グラフ８００、８０５、８１０、および８１５のｙ軸は、最小負荷と最大負荷との間の（たとえば、マニホールド絶対圧力（ＭＡＰ）で測定される）エンジン負荷を％単位で表す。グラフ８００、８０５、８１０、および８１５に表示される各ドットは、運転シミュレーションテスト中の異なる時点および／または異なる作動条件で収集されるデータ点を表す。
【００８３】
次に特に図８Ａおよび８Ｂを参照すると、２つのグラフ８００および８０５は、非ハイブリッド車またはハイブリッドモードが移動されていない車両の例示のデータを示す。グラフ８００は、空調システムをオンにして作動している非ハイブリッド車のデータを示し、グラフ８０５は空調システムをオフにして作動している非ハイブリッド車のデータを示す。グラフ８００および８０５は、モータからの補助を受けていないエンジンのデータを反映している。グラフ８００および８０５に示されるデータ点は、比較的早い回転速度に主に集中しており、これはエンジンが頻繁に高ＲＰＭで作動していることを示す。
【００８４】
次に図８Ｃおよび８Ｄを参照すると、グラフ８１０および８１５は、図１〜４Ｆについて説明されたようなハイブリッドシステムが稼働中であり、モータによって補助がエンジンに提供されている車両（たとえば、同じまたは類似の車両）の例示のデータを示す。グラフ８１０は空調をオンにしてハイブリッド車を作動させたときのデータを示し、グラフ８１５は最適なギアシフト（たとえば、車両が最も効率的な時間および／または作動条件でギアシフトを行った場合）でのハイブリッド車のデータを示す。グラフ８１０および８１５のデータ点はグラフ８００および８０５のデータ点よりも低い回転速度に集中しており、これはハイブリッドシステムが稼働中でないとき（たとえば、グラフ８００および８０５に示される）よりも低いＲＰＭ範囲でより頻繁に作動していることを示す。
【００８５】
モータからの補助なしでの作動と補助ありでの作動の差の効果は、図８Ａ〜８Ｄと図３Ｂとの比較から明らかである。図３Ｂを参照すると、エンジンは低いＲＰＭで運転しているときほど、より効率的な作動ゾーンで頻繁に作動している。図８Ａ〜８Ｄのそれぞれ（たとえば、図８Ａおよび８Ｃ）と図３Ｂとを比較すると、図８Ａおよび８Ｂ（たとえば、補助が提供されないことを反映している）よりも図８Ｃおよび８Ｄ（たとえば、モータにより補助が提供されていることを反映している）において、より大量のデータ点が効率的な作動ゾーン内にあることが分かる。
【００８６】
補助の効果は、図８Ｅ〜８Ｈのデータの比較からも明らかである。図８Ｅ〜８Ｈは、例示の実施形態に係る、それぞれ図８Ａ〜８Ｄに示されるデータに関連するヒストグラムを示す。図８Ｅ〜８Ｈは、グラフ８００、８０５、８１０、および８１５にそれぞれ示されるデータ点の分布に基づき生成されるヒストグラム８２０、８２５、８３０、および８３５を含む。ヒストグラム８２０、８２５、８３０、および８３５は、図８Ａ〜８Ｄに示される例示の実施形態においてエンジンが異なるＲＰＭ範囲で作動している頻度を分析する別の方法を提供する。ヒストグラム８２０および８２５とヒストグラム８３０および８３５との比較が実証するように、エンジンは、モータから補助を受けていないときよりも、受けているときの方が低いＲＰＭでより頻繁に作動される。図３Ｃについて上述したように、エンジンは、低いＲＰＭで作動するときほどより効率的な作動ゾーンで作動する。
【００８７】
本明細書で使用されるように「およそ」、「約」、「略」、および類似の用語は本開示の主題に関係する当業者によって一般的に認知された用法と一致する広範な意味を有することを意図する。本開示を検討する当業者は、これらの用語は、記載され請求される特定の特徴の記載を、それらの特徴を提供される正確な数値範囲に限定せずに許容することを意図すると理解すべきである。したがって、これらの用語は、記載される主題の実体的でない、あるいは些細な修正や変更は本開示の範囲に含まれることを示すものであると解釈されるべきである。
【００８８】
各種実施形態を説明するために本明細書で使用される「例示の」という用語は、そのような実施形態が可能な実施形態の例、表示、および／または例示であると示すことを目的とすることに留意すべきである（上記の用語は、上記実施形態が必然的に特別な、または最高の例であると示唆することを意図していない）。
【００８９】
各種要素の配向は他の例示の実施形態によって異なる場合があり、そのような変形も本開示に含まれることに留意すべきである。
【００９０】
各種例示の実施形態で示される要素の構造および配置は単に例示であることに留意するのが大事である。本開示の範囲を逸脱せずに、各種例示の実施形態の設計および配置にその他の置換、修正、変更、および省略を加えることができる。
【００９１】
本開示は、各種作動を実行する任意の機械読取り可能媒体上の方法、システム、およびプログラム製品を企図する。本開示の実施形態は、既存の集積回路、コンピュータプロセッサを用いて、または本目的または別の目的のために組み込まれた適切なシステム用の特定用途コンピュータプロセッサによって、あるいは有線システムによって実行することができる。本開示の範囲に含まれる実施形態は、機械実行可能指示を担持または保持する機械読取り可能媒体またはそこに記憶されるデータ構造を備えるプログラム製品を含む。このような機械読取り可能媒体は、汎用または特定用途コンピュータ、またはプロセッサを有するその他の機械によってアクセス可能な何らかの利用可能な媒体とすることができる。たとえば、上記機械読取り可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、またはその他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶装置、あるいは機械実行可能指示またはデータ構造の形状で所望のプログラムコードを担持または記憶するために使用でき、汎用または特定用途コンピュータまたはプロセッサを有するその他の機械によってアクセスすることができる何らかのその他の媒体を備えることができる。情報がネットワークまたはその他の通信接続（有線、無線、または有線と無線の組み合わせのいずれか）によって機械に送信または提供されるとき、その接続を機械は機械読取り可能媒体と適切にみなす。よって、このような接続は機械読取り可能媒体と適切に称される。上記の組み合わせも機械読取り可能媒体の範囲に含まれる。機械実行可能指示は、たとえば、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、または特定用途処理機械に一定の機能または機能群を実行させる指示およびデータを含む。
【００９２】
図面は方法ステップの具体的な順番を示しているが、ステップの順番は記載されているものと異なっていてもよい。２つ以上のステップを、同時に、または部分的に同時に実行することができる。各種実施形態では、本開示の範囲を逸脱することなく、特定の方法に関してより多い、より少ない、あるいは異なるステップを利用することができる。このような変更は、選択されるソフトウェアおよびハードウェアシステム、および設計者の選択に左右される。このような変更はすべて本開示の範囲に含まれる。同様に、ソフトウェアの実装は、様々な接続ステップ、処理ステップ、比較ステップ、および決定ステップを実現するために、ルールに基づく論理およびその他の論理を備える標準的なプログラム技術により達成することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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