(57)【要約】  本発明は、自動車（１）のハイブリッド動力ユニット（８、９）用のシステムに関し、本システムは、少なくとも１つの熱機関（８）と、自動車の運転者が作動させる動力制御手段に相当するアクセルペダルを有する少なくとも１つの電動機（９）と、電子制御ユニット（１３）とを有し、ペダルに対する第１のリターン力を生成する手段（２０）を備える。電子制御ユニット（１３）は、自動車の完全な電気運転モードが起動されているとき、ペダル（１９）のストロークが所定のしきい値に達したときに第１の力よりも大きな第２の力を力生成手段（２０）が生成するように、力生成手段（２０）を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１）のハイブリッド動力装置（８、９）を制御するためのシステムであって、少なくとも１つの燃焼機関（８）と、自動車の運転者が作動させることができる動力制御手段を構成するアクセルペダルを有する少なくとも１つの電動機（９）と、電子制御ユニット（１３）とを備え、本システムが、ペダル上に第１のリターン力を生成する手段（２０）を備えること、及び自動車（１）の完全な電気運転モードが起動されているときにペダルストローク（１９）がしきい値に達したとき、力生成手段（２０）が第１のリターン力よりも大きな第２のリターン力を生成するように、電子制御ユニット（１３）が力生成手段（２０）を制御できることを特徴とするシステム。
【請求項２】
自動車（１）の完全な電気運転モードを起動又は停止するために、第１の自動起動／停止手段（１６）と、運転者が作動させることができる第２の起動／停止手段（１４）とをさらに備え、システム内において、電子制御ユニット（１３）が、どちらの起動／停止手段（１４、１６）が完全な電気運転モードを起動したのかに依存する値のリターン力を力生成手段（２０）が生成するように、力生成手段（２０）を制御することができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
電子制御ユニット（１３）が、しきい値及び／又はリターン力の値が、どちらの起動／停止手段（１６、１４）が完全な電気運転モードを起動したのかに依存するように、力生成手段（２０）を制御することができる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の自動起動／停止手段（１６）によって完全な電気運転モードが起動されているときに生成されるリターン力が、運転者が作動させることができる第２の起動／停止手段（１４）によって完全な電気運転モードが起動されているときに生成されるリターン力よりも小さい、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記リターン力の値を調整するための、運転者が作動させることができる第１の調整手段（２２）を備える、請求項１又は４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ペダル（１９）のストロークしきい値を調整するための、運転者が作動させることができる第２の調整手段（２４）を備える、請求項１又は５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
電気エネルギー貯蔵手段（１１）を備え、前記ペダル（１９）のストロークしきい値が前記電気エネルギー貯蔵手段（１１）の充電に依存するように、電子制御ユニット（１３）が力生成手段（２０）を制御することができる、請求項１又は６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
ペダル（１９）のストロークが前記しきい値よりも大きいとき、電子制御ユニット（１３）が、自動車（１）の完全な電気運転モードを停止することができる、請求項１又は７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
ペダル（１９）のストロークが前記しきい値よりも大きいとき、電子制御ユニット（１３）が、自動車（１）に関する運転パラメータに依存する時間の間、自動車（１）の完全な電気運転モードを停止して、ハイブリッド運転モードを起動することができる、請求項１又は７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
少なくとも１つの燃焼機関（８）と、自動車（１）の運転者が作動させることができる動力制御手段を構成するアクセルペダル（１９）を有する少なくとも１つの電動機（９）とを備える自動車（１）の、ハイブリッド動力装置（８、９）を制御する方法であって、自動車（１）の完全な電気運転モードが起動されているときに、ペダル（１９）のストロークが、電子制御ユニットが燃焼機関の始動を指令する動力装置動力に対応するしきい値に達したとき、ペダル（１９）上にリターン力が生成されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの燃焼機関と少なくとも１つの電動機とを備える自動車のハイブリッド動力装置を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車は一般に、少なくとも２つの異なる機関／原動機、すなわち燃焼機関と電動機とを含む。これらの機関／原動機は、異なる原動能力及び異なるエネルギー所要量を有する。電動機は、燃焼機関とは違い、汚染性排出物を一切排出しない。これらの機関／原動機は一般に、汚染性排出物を最低限に抑え、同時に運転者の要求に適合した原動力を維持するために、それぞれの原動システムによって実行される作業を割り当てるコンピュータによって操作又は制御される。
【０００３】
米国特許第５９８２０４５号（Ａｔｕｓｈｉ  ＴＡＢＡＴＡ）は、自動車のハイブリッド動力装置を制御するシステムであって、所定の複数の運転モード間の移行を制御する手段を備えるシステムを開示している。具体的には、燃焼機関を起動する要求を前記制御手段が受け取らなかったとき、運転者の側で制動が実施されなかったとき、動力制御ペダル又はアクセルペダルの位置がしきい値未満であるとき、及び電池の充電が別のしきい値よりも大きいときに、全電気運転モードの起動が指令される。
【０００４】
米国特許第５８４２５３４号（Ａｎｄｒｅｗ  Ａ  ＦＲＡＮＫ）は、自動車のハイブリッド動力装置を制御するシステムであって、制御手段が、電動機に関連付けられた電池の充電レベル及び自動車の走行速度に基づくマップを使用するシステムに関する。自動車の走行速度がしきい速度を超えるか、又は電池の充電が最低充電レベルより低下すると、制御手段が、全電気運転モードから自動車のハイブリッド運転への切り替えを自動的に操作する。
【０００５】
これら特許文献のいずれにおいても、自動車の運転者は、特に排出物の排出が禁止されている可能性がある地理的区域において、完全な電気モードで容易に運転し続けることができない。
【０００６】
さらに、自動車運転パラメータの関数としてコンピュータによって自動的に起動される完全な電動運転モードを備ええるハイブリッド推進車も存在する。しかしながら、完全な電気運転において、運転者が、完全な電気運転に対するペダルの限界ストロークを超えて動力制御ペダルを踏み込むと、運転者の側の高い動力要求を検出したとコンピュータが判断するため、コンピュータは再び燃焼機関を使用する。したがって、このタイプの完全な電気運転は必要以上に容易に停止と再開を繰り返すことがあり、その結果、自動車運転がぎくしゃくし、乗員の快適性が限定されうる。
【０００７】
ある地理的区域、特に人口密度が高い区域では、自動車から汚染物質を排出しないことを命ずる排出基準が施行されている場合があり、そのような区域では、完全な電気モードがひっきりなしに停止及び再開を繰返すことによってこれらの基準を満たせない場合がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、上記のさまざまな欠点を解決することである。本発明は特に、汚染性排出物を制限し、自動車乗員の快適性を向上させることを目指す。
【０００９】
したがって、本発明の一態様は、少なくとも１つの燃焼機関と、自動車の運転者が作動させることができる動力制御手段を構成するアクセルペダルを有する少なくとも１つの電動機と、電子制御ユニットとを備える自動車のハイブリッド動力装置を制御するシステムを提案する。このシステムはさらに、アクセルペダルに対する第１のリターン力を生成する手段を備える。自動車の完全な電気運転モードが起動されているときに、ペダルストロークがしきい値に達すると、電子制御ユニットは、第１のリターン力よりも大きな第２のリターン力を力生成手段が生成するように前記力生成手段を制御することができる。
【００１０】
アクセルペダル又は動力制御ペダルは一般に、そのストロークの終端、すなわち、動力制御ペダルのストローク極端位置に、ペダルストロークの終端の大きなリターン力に対応するハードポイント（「キックダウン」という名称で知られる）を含む。ペダルストロークの終端のハードポイントが意味するのは、ハイブリッドモードでの自動車の運転に対するペダルの最大作動ストロークに対応する位置を超えたペダルの極端位置である。
【００１１】
このシステムは、完全な電気運転の作動限界ストロークに対応するしきい値に達するペダルストロークに対し、第２のハードポイント又は追加のハードポイントを生成することを可能にする。言い換えれば、完全な電気運転では、電子制御ユニットが、完全な電気運転において供給することができる最大動力に対応するストロークにペダルが達したときに、第２のハードポイントが生成されるように、リターン力を生成する装置を制御する。この第２のハードポイントは、完全な電気運転において、ペダルの両極端位置間に位置するペダルストロークしきい値に対して生成される。したがって、運転者は足の下にこの第２のハードポイントを感じるので、完全な電気モードに過度の動力を要求することにより完全な電気モードから離脱することを容易に回避できる。
【００１２】
したがって、乗員の快適性は向上し、地域的な排出防止規制を遵守することが容易になる。運転者は、第２のハードポイントを超えない限り、それにより電気運転モードから離脱することなく、自分の足をアクセルペダル上に置いていることができる。
【００１３】
一実施形態では、このシステムがさらに、自動車の完全な電気運転モードを起動又は停止するために、第１の自動起動／停止手段と、運転者が作動させることができる第２の起動／停止手段とを備える。電子制御ユニットは、力生成手段を制御して、どちらの前記起動／停止手段が完全な電気運転モードを起動したのかによって値が決定されるリターン力を、前記力生成手段に生成させることができる。
【００１４】
したがって、電子制御ユニットによって自動的に、又は運転者の要求で完全な電気運転モードを起動することができるとき、完全な電気運転モードが運転者の要求で起動されたのか、又は電子制御ユニットによって自動的に起動されたのかによって、リターン力の値は異なる。
【００１５】
一実施形態によれば、前記第１の自動起動／停止手段によって完全な電気運転モードが起動されているときに生成されるリターン力は、運転者が作動させることができる前記第２の起動／停止手段によって完全な電気運転モードが起動されたときに生成される追加のリターン力よりも小さい。
【００１６】
したがって、運転者が要求する動力は完全な電気運転で供給可能な動力を上回ると考えられるため、運転者が自動車の完全な電気運転モードを強制的に使用したいとき、電子制御ユニットがハイブリッドモードでの運転を起動すると考えられる動力制御ペダルの限界ストロークを運転者が超えないようにすることが容易となる。このような配置のおかげで、運転者は、電気モードを停止してハイブリッドモードに切り替えるために、ペダルを完全に（「キックダウン」位置まで）踏み込む必要はない。しかも、より滑らかな動力の移行が達成される。
【００１７】
一実施形態では、本システムは、リターン力の値を調整するための、運転者が作動させることができる第１の調整手段を備える。
【００１８】
運転者は次いで、運転者が感じたいと思うリターン力を設定することができ、これにより、自動的に起動された完全な電気運転モードと、運転者の指令で起動された完全な電気運転モードとを、運転者の都合のよいように区別することができる。リターン力を調整する手段は例えば、リターン力の値又は強さを設定することを可能にする調整ノブ、触感インタフェース又は他の任意の調整要素を含むことができる。
【００１９】
一実施形態によれば、本システムは、ペダルの前記ストロークしきい値を調整するための、運転者が作動させることができる第２の調整手段を備える。
【００２０】
このようにして運転者は希望するペダルストロークしきい値を設定することができ、これにより、自動的に起動された完全な電気運転モードと、運転者の指令で起動された完全な電気運転モードとを、運転者の都合のよいように区別することができる。ペダルのストロークしきい値を調整する手段は例えば、しきい値ストロークを設定することを可能にする調整ノブ、触感インタフェース又は他の任意の調整要素を含むことができる。
【００２１】
一実施形態では、電子制御ユニットは、前記力生成手段を制御することにより、前記しきい値及び／又は前記リターン力の値を、どちらの前記起動／停止手段が完全な電気運転モードを起動したのかによって決定することができる。
【００２２】
このようにして、運転者は、電子制御ユニットが燃焼機関の始動を指令する動力装置の動力に対応するリターン力の値及びペダルストロークしきい値を、燃焼機関の始動が自動的に起動されたのか、又は故意に起動されたのかに応じて、運転者の都合のよいように区別することができる。例えば、完全な電気モードで運転すると決めているとき、運転者は、完全な電気運転のために使用可能な最大動力よりも大きな動力を運転者が要求する危険を限定し、電子制御ユニットがハイブリッド運転モードを起動することを防ぐため、しきい値ストローク及びリターン力を増大させることができる。
【００２３】
一実施形態によれば、本システムは電気エネルギー貯蔵手段を備え、この電子制御ユニットは、ペダルの前記ストロークしきい値が前記電気エネルギー貯蔵手段の充電に依存するように前記力生成手段を制御することができる。
【００２４】
一実施形態では、ペダルのストロークが前記しきいストロークよりも大きいとき、電子制御ユニットは、自動車の完全な電気運転モードを停止することができる。
【００２５】
別の構成では、ペダルのストロークが前記しきい値よりも大きいとき、電子制御ユニットは、自動車に関する運転パラメータに依存する時間の間、自動車の完全な電気運転モードを停止し、ハイブリッド運転モードを起動することができる。
【００２６】
このようにして、完全な電気モードにおいて運転者が使用可能な最大動力を超える動力を要求すると、電子制御ユニットは、可能ならば、自動車の縦速度、アクセルペダルのストロークなどの自動車運転パラメータに応じた限られた時間の間、ハイブリッド運転モードを起動し、次いで、運転者によって強制された完全な電気運転モードへの復帰を自動的に指令する。
【００２７】
さらに、本発明の他の態様は、少なくとも１つの燃焼機関と、自動車の運転者が作動させることができる動力制御手段を構成するアクセルペダルを有する少なくとも１つの電動機とを備える自動車のハイブリッド動力装置を制御する方法を提案する。自動車の完全な電気運転モードが起動されているときに、ペダルのストロークが、電子制御ユニットが前記燃焼機関の始動を指令する動力装置動力に対応するしきい値に達すると、ペダル上にリターン力が生成される。
【００２８】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照する複数の非限定的な実施例に関する以下の説明によって明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様に基づくシステムを備えるハイブリッド自動車の概略図である。
【図２】可変リターン力を再生する被制御装置を備える、力フィードバック付きの動力制御ペダルの概略図である。
【図３】図１のシステムの動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、４つの車輪２、３、４及び５を有するハイブリッド自動車１を示す。
【００３１】
全体が参照符号６で示された前車軸アセンブリは、左前輪２及び右前輪３を備える。全体が参照符号７で示された後車軸アセンブリは、左後輪４及び右後輪５を備える。この実施例では、燃焼機関８及び電動機９が、変速装置１０を介して前車軸アセンブリ６を駆動する。他の構成では、後車軸アセンブリに電動機を接続するか、又は変速装置の下流に電動機を取り付けることができる。電動機９は、導電要素１２を介して蓄電池バンク１１によって給電される。再生又はエネルギー回復モードでの運転の間、発電機として動作する電動機９は、蓄電池バンク１１に、導電要素１２を介して電気エネルギーを供給することができる。
【００３２】
自動車１上の多数の装置を制御することができる電子制御ユニット１３は、自動車１の複数の部分に接続され、図１には示されていないセンサ又はエスティメータを介して多数の情報項目を受け取る。
【００３３】
運転者が作動させることができる起動／停止要素１４を使用して、自動車の完全な電気運転モードを起動又は停止することができる。この要素１４は、自動車１の全電気モード運転、すなわち運転動力が電動機９及び蓄電池バンク１１によってのみ供給される運転を起動又は停止する指令を電子制御ユニット１３に送信する押しボタン、ポジションスイッチ、回転ノブ、ペダル、レバー又は音声インタフェースを含むことができる。起動／停止要素１４は、接続１５によって電子制御ユニット１３に接続される。
【００３４】
電子制御ユニット１３はさらに、自動車の縦速度などの自動車運転パラメータの値に基づいて自動車の完全な電気運転モードを起動又は停止するための、自動起動／停止モジュール１６を備える。
【００３５】
電子制御ユニット１３は、接続１７によって電動機９に接続され、接続１８によって燃焼機関８に接続され、よって電動機９及び燃焼機関８の動作を管理することができる。
【００３６】
運転者が作動させることができる動力制御ペダルを構成する力フィードバック付きアクセルペダル１９が、可変リターン力を生成する被制御モジュール２０に接続されている。被制御モジュール２０は、接続２１によって電子制御ユニット１３に接続される。力生成モジュール２０は、ペダルの公称抵抗力に加えられる値だけ、アクセルペダル１９の抵抗力の局所的増大を生成することができ、したがってハードポイントの感触を生み出すことができる。このような追加的ハードポイントの感触により、運転者は、自動車１の完全な電気運転に対するペダル１９のストロークの作動限界を感じることができる。
【００３７】
言い換えれば、このようなハードポイントの感触は、それを超えると要求された動力を供給するために自動車がハイブリッドモードで動作しなければならない動力要求の限界を運転者に知らせる触覚的マンマシンインタフェースに相当する。触覚インタフェースは、実行される動作についての情報を提供する力フィードバックを得ることによって、仮想の又は実際の環境との対話を可能にするインタフェースである。
【００３８】
したがって、自動車が電気のみで走行しているときに、運転者が、電気モードにおいて使用可能なフル動力を使用したい場合、運転者は、この追加的ハードポイントを感じるまでペダル１９を踏み込み、電気式アクチュエータが運転者の要求に応えるのを待つだけでよい。このシステムは、完全な電気モードにおける自動車の応答性を有意に向上させることができる。
【００３９】
接続２３によって電子制御ユニット１３に接続された、追加のリターン力の強さを調整するためのモジュール２２により、運転者は、自動車１の完全な電気運転モードに対応するペダル１９の最大作動ストロークに対応する追加のハードポイントを形成するために生成される、追加のリターン力の値を調整することができる。この調整モジュール２２は、例えば調整ノブ又は触感インタフェースを含むことができる。モジュール２０によって生成される追加のリターン力の強さを調整するモジュール２２はさらに、運転者が、電子制御ユニット１３によって自動的に起動された完全な電気モードでの走行と、運転者の要求を受けての完全な電気モードでの走行とを区別することを可能にする。
【００４０】
運転者が作動させることができる、電子制御ユニットが燃焼機関の始動を指令する動力装置動力に対応するペダルのストロークしきい値を調節するための調整モジュール２４が、接続２５によって電子制御ユニット１３に接続されている。ペダル１９のストロークしきい値を調整するモジュール２４は、例えば調整ノブ又は触感インタフェースを含むことができる。したがって、運転者はやはり、電子制御ユニット１３によって自動的に起動された完全な電気モードでの走行と、運転者によって要求された完全な電気モードでの走行とを区別することができる。別の構成では、本システムは、追加のリターン力の値を調整するモジュール２２だけ、又は燃焼機関８の始動に対応するペダル１９のしきいストロークを調整するモジュール２４だけを備えることができる。
【００４１】
図２は、例えば参照できる仏国特許出願公開第２８５５４６５号に記載の、力生成モジュール２０を備える力フィードバックペダル１９の動作を示す。
【００４２】
モジュール２０は特に、接続２１を介して電子制御ユニット１３によって制御される電気式アクチュエータ３０を備える。ペダル１９は、自動車１のシャシに、軸３１を中心にピボット回転するように取り付けられ、ペダル１９をその休止位置に戻す概略的に示されたリターンスプリング３２を有する。
【００４３】
アクチュエータ、例えば電動機３０は、ベルト３４を駆動する第１の駆動要素３３を備え、ベルト３４は第２の駆動要素３５を回転駆動させる。第２の駆動要素３５には連結棒３６が固定され、連結棒３６の玉継手を備える端部３７は中間連結棒３８に固定され、同様に玉継手を備える中間連結棒の第２の端部３９は、アクセルペダル１９に固定された連結棒４０に関節式に接続される。矢印４１の方向に棒３８に加えられた張力は、アクセルペダル１９に対する追加のリターン力を生成することができる。この追加のリターン力は、リターンスプリング３２の常時存在するリターン力に付け足される。
【００４４】
別の構成として、力生成モジュールを備える他の任意の種類の力フィードバック動力制御ペダル、特にリニア電動機又は小歯車とかみ合う電動機を含み、可変リターン力を生成する被制御モジュールを備えるペダルも本発明に適合する。
【００４５】
次に、このシステムが機能する方法について、図３を参照して説明する。この方法は、自動車を始動させるステップ４１から始まる。次いで、検定ステップ４２の間に、運転者が起動／停止要素１４を介して自動車１の完全な電気運転モードを起動する要求を発したかどうかを判定する検定が実施される。
【００４６】
ステップ４２で、完全な電気モードを強制的に起動させるという要求が検出されると、電子制御ユニット１３は、完全な電気運転モードを起動し、ペダル１９のストロークがしきい値に達したときにリターン力生成モジュール２０が追加のリターン力Ｆａｄｄ２を生成するように、リターン力生成モジュール２０を制御する。言い換えれば、電子制御ユニット１３は、完全な電気モードに固有の追加ハードポイントの起動を制御する。
【００４７】
電子制御ユニット１３は、ステップ４４の間に、運転者が動力制御ペダル１９を踏み込んだことにより、電子制御ユニット１３が燃焼機関８の始動を指令する動力装置動力に対応するストロークしきい値を、ペダル１９のストロークが超えているかどうかを検定する。ペダル１９のストロークがこのしきい値よりも大きいとき、ステップ４５で完全な電気運転モードを停止する。ステップ４６では、自動車はハイブリッドモードで動作し、運転者によって要求された動力が使用可能である。
【００４８】
反対に、完全な電気モードが強制された状態で走行する間、ペダル１９のストロークがしきい値以下に留まる限り、ステップ４７では、強制された完全な電気モードは起動されたままとなり、追加のハードポイントも起動されたままとなる。
【００４９】
ステップ４２での検定の間に、運転者による完全な電気運転モードの強制的起動の要求が検出されない場合、電子制御ユニット１３は、ステップ４８で、アクセルペダル１９のストロークが所定のストロークよりも小さいままかどうかを検定する。そうである場合、電子制御ユニット１３は、ステップ４９で、完全な電気運転モードを自動的に起動する。電子制御ユニット１３は次いで、アクセルペダル１９のストロークがしきい値に達したときに力生成モジュール２０が追加のリターン力Ｆａｄｄ１を生成するように、力生成モジュール２０を制御する。言い換えれば、例えば運転者の要求で強制された完全な電気モードの追加のリターン力Ｆａｄｄ２より小さい追加のリターン力Ｆａｄｄ１を有する追加のハードポイントが起動される。さらに、上で説明したとおり、これらの２つの完全な電気運転モードを区別することによって自動車運転が最適化されるように、この追加のハードポイントの起動に対応するペダル１９のストロークしきい値は、運転者の要求で起動された完全な電気モードに対応するしきい値とは異なることがある。電子制御ユニット１３は次いで、ステップ５０から、ペダル１９のストロークに関する検定ステップであるステップ４４へ移動する。
【００５０】
ステップ４８の検定の間に、ペダル１９のストロークが前記所定のストローク以上である場合、電子制御ユニット１３は、ステップ５１の間に自動車１のハイブリッド運転モードを起動する。すなわち、燃焼機関８と電動機９の両方を起動する。
【００５１】
電子制御ユニット１３は次いで、ステップ５２の間に、自動車を停止したかどうか、及び運転者がイグニッションスイッチをオフにしたかどうかを検定し、そのような場合、電子制御ユニット１３は本方法を終了する。運転者がイグニッションスイッチをオフにしていないとき、電子制御ユニット１３は、完全な電気モードの強制的起動を検定するステップ４２から本方法を続ける。
【００５２】
本発明により、自動車の運転者が完全な電気モードで運転しているときに、不用意にこの運転モードから離脱することが防止される。したがって、完全な電気モードにおける自動車の運転の安定性が有意に向上し、汚染防止基準の遵守及び乗員の快適性が向上する。
【００５３】
本発明はさらに、運転者の要求で強制された完全な電気モードと、自動的に指令された完全な電気運転モードとの容易な区別を可能にし、よっていずれの完全な電気モードが起動されているかに基づいて自動車の運転を適合させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2010519133.tif 000008
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