(57)【要約】  少なくとも１つの圧力アキュムレータ（８）に再蓄圧する油圧ポンプ（４）を駆動する再蓄圧用原動機（２）の制御方法であって、そのアキュムレータがその後にハイブリッド車両の駆動用油圧機械（２０）に油圧（Ｐ）を供給する、制御方法において、前記圧力アキュムレータ（８）の吐出し速度と前記再蓄圧用原動機（２）の起動時間（Δｔ）とを同時に考慮に入れて、その起動の最終時点（ｔ１）にそのアキュムレータがその最小動作圧力レベル（Ｐ１）にほぼ到達するようにその起動を統御することを特徴とする制御方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの圧力アキュムレータ（８）に再蓄圧する油圧ポンプ（４）を駆動する再蓄圧用原動機（２）の制御方法であって、そのアキュムレータがその後にハイブリッド車両の駆動用油圧機械（２０）に油圧（Ｐ）を供給する、制御方法において、前記圧力アキュムレータ（８）の吐出し速度と前記再蓄圧用原動機（２）の起動時間（Δｔ）とを同時に考慮に入れて、その起動の最終時点（ｔ１）にそのアキュムレータがその最小動作圧力レベル（Ｐ１）にほぼ到達するようにその起動を統御することを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記圧力アキュムレータ（８）に含まれる利用可能なエネルギーレベル（Ｅ）をそのアキュムレータ内で常時測定される圧力（Ｐ）および最小動作圧力レベル（Ｐ１）から計算すること、ならびにその利用可能なエネルギーレベル（Ｅ）と前記駆動用油圧機械（２０）による消費油圧出力（Ｐｃｏｎｓｏ）とを比較して、前記再蓄圧用発動機（２）の起動に対応する圧力（Ｐ１’）を決定することを特徴とする、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記消費出力は、前記アキュムレータ圧力の時間変動（ｄＰ／ｄｔ）を測定して計算されることを特徴とする、請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
加圧気体（１０）を含むアキュムレータ（８）の場合に、前記アキュムレータ（８）の最小圧力レベル（Ｐ１）が、油圧回路内の流体圧力が完全に放出された状態に相当する気体残圧（Ｐ０）よりも高いことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項５】
ハイブリッド車両のパワートレイン（１）であって、その車両の駆動用油圧機械（２０）に対して供給を行う少なくとも１つの圧力アキュムレータに再蓄圧するための油圧ポンプ（４）を駆動する再蓄圧用原動機（２）を備える、パワートレイン（１）において、前記圧力アキュムレータに含まれる利用可能なエネルギーレベル（Ｅ）をそのアキュムレータ内で常時測定される圧力（Ｐ）および最小動作圧力レベル（Ｐ１）から計算する計算手段（４２）と、その利用可能なエネルギーレベル（Ｅ）と前記駆動用油圧機械の消費油圧出力（Ｐｃｏｎｓｏ）とを比較して、前記再蓄圧用原動機（２）の起動に対応する圧力（Ｐ１’）を決定する比較手段（４４）とを備えることを特徴とするパワートレイン（１）。
【請求項６】
前記ポンプ（４）および前記油圧機械（２０）が可変的容積を有することを特徴とする、請求項５に記載のパワートレイン（１）。
【請求項７】
前記再蓄圧用原動機（２）が熱機関であることを特徴とする、請求項５または６に記載のパワートレイン（１）。
【請求項８】
前記アキュムレータ（８）が加圧気体（１０）を含むことを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載のパワートレイン（１）。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか一項に記載のパワートレインを備えるハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動用油圧機械に対して供給を行う圧力アキュムレータを備える、ハイブリッド車両に装備されたパワートレインの再蓄圧用原動機の制御方法に関し、本発明は、その制御方法を使用するパワートレインおよび自動車車両にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種のハイブリッド車両は、機械エネルギーを供給する熱機関であって、油圧ポンプを駆動して油圧アキュムレータに再蓄圧することで運動エネルギーを蓄える熱機関を含むパワートレインを備えている。
【０００３】
そうした車両は、駆動輪に連結された油圧機械であって、圧力アキュムレータに蓄えられたエネルギーを取り出して駆動輪に機械的出力を供給する原動機として動作することも、車両を制動しながらその車両の運動エネルギーを回収するようにしてそれらのアキュムレータに蓄圧するポンプとして動作することもできる油圧機械をさらに備えている。蓄えられたエネルギーは、その後、車両を駆動するため、原動機として動作する油圧機械に放出される。
【０００４】
油圧機械は、供給または吸収するトルクおよび出力のレベルを調整するために一般に容積が可変である。
【０００５】
蓄えられた油圧エネルギーをこうして利用することで、熱機関の動作を最適化し、熱機関による消費および汚染気体の排出を減らすことができる。蓄えられた油圧エネルギーはさらに、熱機関を停止したまま、油圧モードによるゼロエミッション「ＺＥＶ」走行を可能にする。
【０００６】
変形形態として、ハイブリッド車両は、圧力アキュムレータ再蓄圧ポンプを駆動して、電気エネルギー源に由来する油圧エネルギーをそれらのアキュムレータに蓄える電動機を備えることができる。
【０００７】
とりわけ国際公開９８／０５４４５０号などで紹介されている既知の方法は、油圧アキュムレータ内でほぼ一定の圧力を維持するパワートレインの統御について説明している。
【０００８】
しかし、パワートレインの動作を最適化するため、一般的には、圧力を最大閾値まで上昇させ、その後、最小閾値まで圧力アキュムレータから放出を行うことによって再蓄圧用原動機の起動を遅らせ、起動の間隔をあけるようにして、各サイクルで大量のエネルギーを使用することによって圧力アキュムレータを最大限活用することを目指すのが一般的である。
【０００９】
その際に問題となるのは、車両の駆動輪に対する駆動力損失をもたらしかねない油圧アキュムレータの圧力不足のリスクを生じることなく、原動機の起動に必要な時間を考慮に入れながら、原動機の再起動の瞬間を最適化することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開９８／０５４４５０号
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、再蓄圧用原動機の起動を最適に管理することができる制御方法を提案することにより、先行技術のそうした欠点をなくすことを特に目的とする。
【００１２】
そこで、本発明は、少なくとも１つの圧力アキュムレータに再蓄圧する油圧ポンプを駆動する再蓄圧用原動機の制御方法であって、そのアキュムレータがその後にハイブリッド車両の駆動用油圧機械に油圧を供給する、制御方法において、圧力アキュムレータの吐出し速度と再蓄圧用原動機の起動時間とを同時に考慮に入れて、その起動の最終時点にそのアキュムレータがその最小動作圧力レベルにほぼ到達するようにその起動を統御することを特徴とする制御方法を提案する。
【００１３】
この制御方法の利点の１つは、吐出し速度を考慮しながら、再蓄圧用原動機の起動をできるだけ遅らせて起動の瞬間を最適化することができることにあり、それによって圧力アキュムレータに蓄えられたより多くの備蓄エネルギーを利用することや、ドライブトレインの動作を最適化することが可能となる。
【００１４】
本発明による制御方法は、互いに組み合わせることができる以下の特徴の１つまたは複数をさらに含むことができる。
【００１５】
１つの実施形態によれば、制御方法は、圧力アキュムレータに含まれる利用可能なエネルギーレベルをそのアキュムレータ内で常時測定される圧力および最小動作圧力レベルから計算し、その利用可能なエネルギーレベルと駆動用油圧機械による消費油圧出力とを比較して、再蓄圧用原動機の起動に対応する圧力を決定する。
【００１６】
有利には、消費出力は、アキュムレータ圧力の時間変動を測定して計算される。
【００１７】
有利には、加圧気体を含むアキュムレータの場合は、アキュムレータの最小圧力レベルは、油圧回路内の流体圧力が完全に放出された状態に相当する気体残圧よりも高い。
【００１８】
本発明はさらに、ハイブリッド車両のパワートレインであって、その車両の駆動用油圧機械に対して供給を行う少なくとも１つの圧力アキュムレータに再蓄圧するための油圧ポンプを駆動する再蓄圧用原動機を備える、パワートレインにおいて、圧力アキュムレータに含まれる利用可能なエネルギーレベルをそのアキュムレータ内で常時測定される圧力および最小動作圧力レベルから計算する計算手段と、その利用可能なエネルギーレベルと駆動用油圧機械による消費油圧出力とを比較して、再蓄圧用原動機の起動に対応する圧力を決定する比較手段とを備えることを特徴とするパワートレインを対象とする。
【００１９】
有利には、油圧ポンプおよび油圧機械は可変的容積を有する。
【００２０】
１つの具体的な適用においては、再蓄圧用原動機は熱機関である。
【００２１】
有利には、アキュムレータは加圧気体を有する。
【００２２】
本発明はまた、上述の特徴のいずれか１つを含むパワートレインを備えるハイブリッド車両を対象とする。
【００２３】
添付の図面を参照しながら例として非限定的に以下に行う説明を読めば、本発明はよりよく理解され、その他の特徴や利点もまたより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による制御方法を使用した本発明によるパワートレインの図である。
【図２】順にＡ、ＢおよびＣの３つの蓄圧レベルを含む、そのパワートレインの油圧アキュムレータの３つの軸方向断面図である。
【図３】再蓄圧用原動機の起動を表わした時系列グラフである。
【図４】本発明による制御方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、可変容積ポンプ４を駆動する熱機関２を備える車両のパワートレイン１を示したものである。可変容積ポンプ４は、タンク６から油圧流体を圧送して圧力アキュムレータ８に蓄圧する。
【００２６】
圧力アキュムレータ８は、一般に窒素を含む加圧気体１０をその気体の圧力とほぼ等価の圧力に常時維持される流体から隔てる柔軟膜１２を備える。
【００２７】
加圧された流体はその後、ディファレンシャル２２に連結されて原動機として働く可変容積油圧機械２０であって、車両の同一車軸の２つの駆動輪２４をその両輪の間で出力を分配しながら駆動する油圧機械２０によって使用される。反対に、車両の制動時には、駆動輪２４はポンプとして働く油圧機械２０を駆動することができ、それによって、圧力アキュムレータ８に再蓄圧することで、制動段階または下り坂で車両の運動エネルギーを回収する。
【００２８】
熱機関２の動作を最適化するため、とりわけその機関の起動回数を減らし、その動作期間中に強い出力が与えられるようにするため、圧力アキュムレータ８内に可能な最大量のエネルギーを蓄え、それを一度に利用することを目指す。
【００２９】
再蓄圧用の機関が熱機関でなく電動機の場合には、消費電流のピークを生じさせる起動回数を減らすことを特に目的として、その電動機の起動頻度を減らそうとすることが留意されよう。
【００３０】
図２は油圧アキュムレータ８を示しており、第１のケースＡでは油圧アキュムレータ８は完全に吐出し状態にあり、そのとき油圧回路はたとえば開いた状態にあって、タンク６と直接接続されている。
【００３１】
このケースでは、気体１０は最大限減圧し、膜１２はそれ以上の膨張を制限する下部ストッパ１４に接するところまで下降する。そのとき、気体１０の内圧は残圧Ｐ０であり、その最大体積Ｖ０はそのアキュムレータ８の窒素容量を表わす。
【００３２】
第２のケースＢでは、圧力アキュムレータ８は流体の圧力によってわずかながら蓄圧されており、膜１２は下方動作位置にあって、気体１０の最小圧力閾値Ｐ１およびその気体の最大動作体積Ｖ１が与えられる。
【００３３】
膜１２の下方動作位置は、アキュムレータ８の信頼性を保証するために、その膜が破損のリスクなしに常時受け入れることが可能な最も低い位置である。したがって、油圧回路の最低動作圧力はほぼＰ１に等しい。
【００３４】
第３のケースＣでは、圧力アキュムレータ８は流体の圧力によってしっかりと蓄圧されており、膜１２は最上方動作位置にあって、気体１０の最大圧力閾値Ｐ２およびその気体の最小体積Ｖ２が与えられる。
【００３５】
このように、気体１０は、その最大と最小の２つの体積Ｖ１およびＶ２の間で体積差ΔＶを生じるが、その体積差ΔＶに対応する圧力を掛け合わせたものは、放出可能な蓄積エネルギーを表わす。
【００３６】
実際には、圧力アキュムレータ８の再蓄圧と吐出しのサイクルが稼働する際には、できるだけ大きなエネルギー量を蓄え、次いで一遍に利用するように、気体１０の圧力はその最小値Ｐ１とその最大値Ｐ２の間を可能な限り一方の極値ともう一方の極値との間で変動するものでなければならない。
【００３７】
図３のグラフは、上半分に、圧力アキュムレータ８内の気体圧力Ｐの変化３０を、下半分に、Ａは停止、Ｄは起動を表わすものとして熱機関２の起動を、それぞれ時間ｔとの関係で示している。
【００３８】
アキュムレータ８は当初、その最大圧力Ｐ２で蓄圧されており、ポンプとして使用される油圧機械２０によって駆動される車両の動力化の間に定期的に放出される。熱機関は停止Ａしている。
【００３９】
本発明による制御方法を使用するパワートレイン１の管理計算機は、圧力アキュムレータ８内の圧力Ｐと、流体の流量をもたらす油圧機械２０による流体の利用に伴う圧力の時間変動または吐出し速度ｄＰ／ｄｔとを同時に測定する。
【００４０】
流体の流量が、とりわけ、アキュムレータ８内の圧力Ｐ、油圧機械２０の容積の調節、車速、運転者が要求する駆動輪のトルク、走行条件による抵抗トルクなどによって変わることは留意されよう。管理計算機は、変化しうるアキュムレータ８の吐出し速度ｄＰ／ｄｔを常時制御しなければならない。
【００４１】
圧力Ｐ１’はＰ１をわずかに上回っている瞬間ｔ０において、方法は、そのときのアキュムレータ８の吐出し速度ｄＰ／ｄｔであれば、アキュムレータ８の圧力は、熱機関２の起動Ｄの最終時点に対応する瞬間ｔ１に最小閾値Ｐ１に到達し、ポンプ４はそのアキュムレータの再蓄圧を実際に開始するものと検出する。時間ｔ０とｔ１の時間差Δｔはその熱機関２の起動に必要な時間に相当する。
【００４２】
すると、圧力が最小圧力閾値Ｐ１まで落ちた時間ｔ１からは、熱機関が再び停止Ａする瞬間ｔ２に相当する最大圧力Ｐ２までその圧力は再び上昇する。
【００４３】
その後、圧力アキュムレータ８からの吐出しが再開できるようになり、次のサイクルでは同じ時間差Δｔを時間ｔ３とｔ４の間に持つが、その時間ｔ３の出発点はＰ１’よりも高い圧力Ｐ１’’に相当するところになる。これは、この場合、油圧機械２０がより大きな流体流量を消費しており、時間に対する圧力低下ｄＰ／ｄｔが前回を上回っていることによる。
【００４４】
図４のブロック図は、本発明による制御方法の実施手段を示したものである。
【００４５】
計算手段４２は、アキュムレータ８内で常時測定される圧力Ｐおよびメモリに記録された最小閾値圧力Ｐ１から、そのアキュムレータに含まれる利用可能なエネルギーレベルＥを計算する。
【００４６】
次いで、比較器４４は、アキュムレータ８に含まれる利用可能なエネルギーレベルＥを、エネルギーＥの時間的変動を表わすその瞬間の油圧機械２０の消費出力Ｐｃｏｎｓｏと比較し、それによって熱機関２の起動をトリガする起動圧力Ｐ１’を決定する。それにより、消費出力Ｐｃｏｎｓｏを考慮して熱機関２の起動に必要なものとしてメモリに記録されている時間差Δｔが遵守されていることを確認する。
【００４７】
こうして、パワートレイン１の動作の最適化が単純にして堅固に、かつ効率的に行われる。さらに、制御方法をこのパワートレイン１の管理計算機の中に組み込むことにより、また、とりわけ流体圧力の測定に既存のセンサを利用することにより、この方法を経済的に実施することができる。
【００４８】
変形形態として、並列に接続された複数の圧力アキュムレータに再蓄圧するために、類似の制御方法を用いて熱機関２の起動を統御することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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