(57)【要約】  ハイブリッド車両の電力生成および／または消費コンポーネントを制御するように構成されたモジュール式制御装置であって、制御装置（１）は複数の制御モジュール（１１、１２、１３）を備え、これらの制御モジュール（１１、１２、１３）は、電力生成および消費機能を実施する複数のコンポーネント（Ｃ）を制御するように構成され、これらの電力生成および消費機能は、例えば、−ハイブリッド車両のエンジンを使用してハイブリッド車両の発電機を駆動することによって電気エネルギーを生成する充電機能、−電動機を用いてトルクを増大するブースト機能、−エンジンを用いずに発電機を駆動することによって車両の運動エネルギーを回収する回生制動機能、および−電動機が電気エネルギーを使用して、特にエンジンからの支援なしに、トルクを供給するe-ドライブ機能であり、各制御モジュール（１１、１２、１３）には、それぞれ１つ以上の入力変数が対応付けられ、全ての制御モジュール（１１、１２、１３）には、互いに異なる優先順位が対応付けられ、各制御モジュール（１１、１２、１３）はそれぞれ１つ以上の入力変数に応じてそれぞれの機能の実行要求を示すように構成され、複数のモジュール（１１、１２、１３）がそれぞれの機能の実行要求を示している場合は、機能の実行要求を示している制御モジュール（１１、１２、１３）のうち最も高い優先順位を有する制御モジュール（１１、１２、１３）にその機能の実行を許可するように制御装置（１）が構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両の複数の電力生成および／または消費コンポーネントを制御するように構成された制御装置であり、前記制御装置（１）は、複数のそれぞれの電力生成および消費機能を実施する前記コンポーネント（Ｃ）を制御するように構成された複数の制御モジュール（１１、１２、１３）を備えるモジュール式制御装置であって、前記電力生成および消費機能は、例えば、
−前記ハイブリッド車両のエンジンを用いて前記ハイブリッド車両の発電機を駆動することによって電気エネルギーを生成する充電機能と、
−電動機を用いてトルクを増大させるためのブースト機能と、
−前記エンジンを用いず、発電機を駆動することによって車両の運動エネルギーを回収する回生制動機能と、
−前記電動機が電気エネルギーを使用して、特に前記エンジンからの支援なしに、トルクを供給するe-ドライブ機能と、を含み、
各制御モジュール（１１、１２、１３）にはそれぞれ１つ以上の入力変数が対応付けられ、前記制御モジュール（１１、１２、１３）には互いに異なる優先順位が対応付けられ、前記制御モジュール（１１、１２、１３）は、前記１つ以上の入力変数に応じて、前記それぞれの機能の実行要求を示すようにそれぞれ構成され、
前記制御装置は、さまざまな制御モジュール（１１、１２、１３）がそれぞれの機能の実行要求を、同時に、互いに独立に、示すことができるように構成され、
前記制御装置（１）は、複数のモジュール（１１、１２、１３）がそれぞれの機能の実行要求を示している場合は、前記それぞれの機能の実行要求を示している制御モジュール（１１、１２、１３）のうち最も高い優先順位を有する制御モジュール（１１、１２、１３）にその機能の実行を許可するように構成される制御装置。
【請求項２】
一度に前記制御モジュール（１１、１２、１３）のうちの１つにのみその機能の実行を許可するように前記制御装置（１）が構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置（１）は、一度に前記制御モジュール（１１、１２、１３）のうちの１つにのみその機能の実行を許可するように構成された主スケジューラ（２）またはミューテックススケジューラを備える、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記主スケジューラ（２）は、それぞれの機能の実行を要求しているいくつかの制御モジュール（１１、１２、１３）のうち最も高い優先順位を有する制御モジュール（１１、１２、１３）にその機能を実行させるために、最も高い優先順位を有する制御モジュール（１１、１２、１３）のみを選択するように構成される、請求項１乃至３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記主スケジューラ（２）は、第１の制御モジュールより高い優先順位を有する第２の制御モジュールにその機能を実行させるために前記第２の制御モジュールが選択されている場合は、前記第１の制御モジュールにその機能の実行を許可しないように構成される、請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置（１）は、前記制御装置（１）とそれぞれの遠隔車両コンポーネント（Ｃ）との間に通信を提供するためのインタフェース構造（２０）に接続可能であるか、および／またはこれを含み、前記通信は、複数の制御モジュールからそれぞれの車両コンポーネントへの制御情報の伝達と、前記複数の制御モジュールへの車両動力状態情報の伝達とを含み、前記インタフェース構造（２０）は、好ましくは、車両状態情報をそれぞれの制御モジュール（１１、１２、１３）によって受け取られる前記特定の入力変数に翻訳するように構成される、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
各制御モジュール（１１、１２、１３）は、前記それぞれの機能が必要とされることをそれぞれの１つ以上の入力変数が示す場合にそれぞれの起動要求を生成するように構成され、前記制御装置（１）は、このような起動要求または提示を連続的または半連続的に探索し、このような要求の発見後に探索を継続するように構成される、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
各制御モジュール（１１、１２、１３）は、前記それぞれの機能が必要とされていることをそれぞれ１つ以上の入力変数が示す場合にそれぞれの起動要求を生成するように構成され、前記制御装置（１）は、起動要求が生成されるたびにトリガされ、その他の制御モジュールからの起動要求の有無に基づき、および前記複数の制御モジュールの前記優先順位に基づき、前記要求された機能の起動を許可するか否かを判定するように構成される、請求項１乃至６の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置（１）は、前記機能のそれぞれにエネルギーバジェットを割り当てるかまたはそれに対応付けるように構成され、前記制御装置（１）は、ある機能がそのエネルギーバジェットの少なくとも一部を使い果たした場合に、その機能の使用可能エネルギー量を変更するように構成することができ、および／またはある機能によって使用されたエネルギー量に応じてその機能の実行を許可または拒否するように構成することができる、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記モジュールのうちの少なくとも１つ、例えば回生モジュール、は下位機能にそれぞれ関係する複数のサブモジュールを含み、前記複数のサブモジュールには好ましくは互いに異なる優先順位が付けられる一方で、前記複数の下位機能の並列実行が可能である、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記車両上で利用可能な熱エネルギーバッファを評価および制御するように構成され、好ましくは前記制御モジュール（１１、１２、１３）の優先順位を熱需要の変化に基づき調整するように構成される、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
制御装置はインタフェース構造（２０）に接続可能であるか、および／またはこれを備え、車両コンポーネント（Ｃ）が前記インタフェース構造（２０）を介し前記制御モジュール（１１、１２、１３）によって間接的に制御可能であるように、前記制御モジュール（１１、１２、１３）は前記インタフェース構造（２０）を制御し、前記インタフェース構造（２０）は前記車両コンポーネント（Ｃ）を制御するように構成される、先行請求項の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
ハイブリッド車両の電力生成および／または消費コンポーネントを制御する方法であって、前記方法は先行請求項の何れか１項に記載の制御装置を利用し、前記制御モジュール（１１、１２、１３）のうちの１つ以上は前記それぞれの１つ以上の入力変数に応じて前記それぞれの機能の実行要求を示すことができ、
複数のモジュール（１１、１２、１３）がそれぞれの機能の実行要求を示している場合は、機能の実行要求を示している前記制御モジュール（１１、１２、１３）のうち最も高い優先順位を有する制御モジュール（１１、１２、１３）にその機能の実行が許可される方法。
【請求項１４】
一度に前記制御モジュール（１１、１２、１３）のうちの１つにのみその機能の実行が許可される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
それぞれの制御モジュールの前記優先順位に基づき蓄電池関連機能のスケジューリングを行う蓄電池スケジューラを用意するステップを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記制御モジュール（１１、１２、１３）からそれぞれの車両コンポーネント（Ｃ）への制御情報をインタフェースするステップと、特定の車両コンポーネント（Ｃ、Ｓ）から前記制御モジュール（１１、１２、１３）への車両動力状態情報をインタフェースするステップとを含み、車両状態情報は、それぞれの制御モジュール（１１、１２、１３）によって受け取られる前記特定の入力変数に翻訳される、請求項１３乃至１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
制御モジュール（１１、１２、１３）は、前記それぞれの機能が必要とされていることをそれぞれの１つ以上の入力変数が示す場合に、それぞれの起動要求を生成し、前記起動要求はその他の制御モジュールの前記状態から独立している、請求項１３乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
制御モジュール（１１、１２、１３）の起動要求によって前記制御装置（１）をトリガし、前記トリガされた制御装置（１）は、その他の制御モジュールの起動要求の有無に基づき、および前記制御モジュールの前記優先順位に基づき、前記要求された機能の起動を許可するか否かを判定する、請求項１３乃至１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、複数の機能を相互排他的にスケジューリングするステップを含み、これらの機能のうちの少なくとも１つは複数の下位機能を含み、前記方法は、好ましくはこれらの下位機能のパラレルスケジューリングを含む、請求項１３乃至１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記車両上で利用可能な熱エネルギーバッファを評価するステップを含み、前記制御モジュール（１１、１２、１３）の優先順位はこれらの熱バッファに関連する熱需要に少なくとも部分的に依存している、請求項１３乃至１９の何れか１項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の制御装置を特に提供するために、機械によって実行されたときに前記請求項１３乃至２０の何れか１項に記載の方法を前記機械に実施させるように構成されたデジタル機械可読命令、特にソフトウェアコード。
【請求項２２】
前記制御モジュール（１１、１２、１３）が前記機械可読命令に埋め込まれる、請求項２１に記載のデジタル機械可読命令。
【請求項２３】
少なくとも１つのスケジューラ、例えばミューテックススケジューラ、が前記機械可読命令に埋め込まれる、請求項２１または２２に記載のデジタル機械可読命令。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の電力生成および／または消費コンポーネントを制御するように構成された制御装置に関する。本発明は、ハイブリッド車両の電力生成および／または消費コンポーネントを制御する方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のハイブリッド制御システムの問題は、柔軟性が限られている点である。例えば、２つの仮想機能「e-ドライブ」および「充電」を有するハイブリッド制御システムを例に取ると、これらの機能は一般に駆動力およびバッテリ状態に依存する。したがって、両機能は、これらの変数を知っている必要があり、ありうる全ての組み合わせに対応する必要がある。さらに、これらの機能同士が状態空間において重なりうる。また、パラレルハイブリッド式車両を制御するように設計された公知の制御システムは、シリアルハイブリッド式車両の制御には適さず、この逆も同様である。
【０００３】
一例として、米国特許出願第２００３／００９８１８７号（フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）ら）明細書には、複数のサブシステム制御装置を有するパラレルハイブリッド車両用の車両システム制御装置が開示されている。この制御装置は、車両の複数の動作モードを表す事前に規定された状態を複数有する状態機械と、事前に規定された複数の状態の各状態間の論理的関係を規定する一組の規則と、所望の車両機能をこれらの状態内で実現し、事前に規定された複数の状態間の遷移を実現するために各サブシステム制御装置に与えられる各状態固有の一組の指令とを備える。ここで、動作モードを表す事前に規定された複数の状態は、運転者の要求、エネルギー管理要件、およびシステム障害の発生に従って優先順位が付けられる。一組の規則は、車両の現在の動作状態、運転者の要求、およびシステムの障害状態に応じて真および偽になりうる多数の遷移フラグを備える。動作中、各遷移に優先順位が付けられる。
【０００４】
公知のシステム制御装置および方法は、状態機械を有する複雑な、専用の車両制御アルゴリズムをもたらす。一例が米国特許出願公開第２００３／００９８１８７号明細書の図２に示されている。これは、特定のパラレルハイブリッド車両に特に適合化されている。この例においては、遷移（フラグ）のあらゆる可能な組み合わせを知る必要があり、適正な車両動作をもたらすには、遷移の各組み合わせの望ましい結果／成果をそれぞれ実現する必要がある。例えば、条件「Ｃｈａｒｇｅ＿Ｆｌａｇ＆Ｉｓａ＿ｄｉｓａｂｌｅｄ＿Ｆｌａｇ＆（Ｄｉｓａｌｌｏｗ＿Ｅｎ＿Ｍｇｔ＿Ｆｌａｇ｜｜Ｍａｘ＿Ｓｏｕｒｃｅ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ＿Ｚｅｒｏ＿Ｆｌａｇ）＆ＩＫｅｙ＿Ｏｆｆ＿Ｏｒ＿Ｓｔａｌｌ＿Ｆｌａｇ＆ＩＲｅｇｅｎ＿Ｆｌａｇ＆ＩＢｏｏｓｔ＿Ｆｌａｇ」が満たされた場合、状態機械は、エンジン駆動（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｄｒｉｖｅ）状態から充電（Ｃｈａｒｇｅ）状態に遷移する。別の例によると、制御アルゴリズムの状態機械がブースト（Ｂｏｏｓｔ）状態のときに、車両運転者が加速要求を削除すると、Ｂｏｏｓｔｅ＿Ｆｌａｇが偽になる。この結果、公知の状態機械がＥｎｇｉｎｅ＿Ｄｒｉｖｅ状態に遷移するのは、Ｅｎｅｒｇｙ＿Ｍｇｔ＿ＦｌａｇおよびＫｅｙ＿Ｏｆｆ＿Ｏｒ＿Ｓｔａｌｌ＿Ｆｌａｇがどちらも真でない場合のみである。この公知の制御装置は、特定の遷移の追加および／または消去（車両のコンポーネントがそれぞれ異なるため）が必要となりうる別のハイブリッド車両には単純に適合させることができない。その理由は、このような適合化にはあらゆる規則の書き換えおよび検証が必要になるからである。さらに、特に制御対象コンポーネントの数が多い複雑な車両の場合は、状態機械のプログラミングを誤まりやすく（遷移の予想外の組み合わせを実装し忘れるなど）、制御装置の低信頼性、および高い検証要件および高コストにつながりうる。
【０００５】
米国特許出願公開第２００３／００６２２０６号明細書には、パラレルハイブリッド車両が開示されている。この車両においては、エンジンの回転数、モータ／ジェネレータの回転数、およびモータ／ジェネレータによって得られる回生電力は、車両に要求される推定減速状態と変速機の１つの変速範囲に関係している走行状態とに基づき、変速機によって達成可能な各変速範囲に対するロックアップクラッチの解放状態および結合状態の両状態の存在下で計算され、クラッチの動作状態は、充電装置の充電状態の低下に伴い、モータ／ジェネレータによって得られる回生電力が増えるように、エンジンの回転数と、モータ／ジェネレータの回転数と、上記のように計算されるモータ／ジェネレータによって得られる回生電力とに基づき選択される。この出願公開明細書の図１０および図１６には、システムの事前に決められた特定の動作フローチャートが開示されている。
【０００６】
さらに、独国特許出願公開第１９８５７９１６Ａ１号明細書には、車両内の電力消費装置を制御する方法が開示されている。電力消費装置として、例えば、電気式送水ポンプ、電動機冷却用送風機、電気式油圧ブレーキ、電気式パワーステアリング、シートヒータ、および内部空間用送風機が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の各問題を軽減することを目的とする。特に、本発明は、制御装置の全面的再設計を行うことなく、さまざまなハイブリッドシステムに使用できる、柔軟性のある制御装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明の一実施態様によると、ハイブリッド車両の電力生成および／または消費コンポーネントを制御するように構成された制御装置が提供される。この制御装置は、複数の電力生成および消費機能を実施するコンポーネントを制御するように構成された複数の制御モジュールを備えるモジュール式制御装置であり、電力生成および消費機能を実施するコンポーネントとして、例えば、
−ハイブリッド車両のエンジンを用いてハイブリッド車両の発電機を駆動することによって電気エネルギーを生成する充電機能と、
−電動機を用いてトルクを増大させるブースト機能と、
−エンジンを用いずに発電機を駆動することによって車両の運動エネルギーを回収する回生制動機能と、
−電動機が電気エネルギーを用いて、特にエンジンからの支援なしに、トルクを供給するe-ドライブ機能と、が挙げられ、
各制御モジュールには、それぞれ１つ以上の入力変数が対応付けられ、各制御モジュールには互いに異なる優先順位が対応付けられ、各制御モジュールは、それぞれ１つ以上の入力変数に応じて、それぞれの機能の実行要求を示すように構成され、
さまざまな制御モジュールが同時に、互いに独立に、それぞれの機能の実行要求を示すことができるように、制御装置を構成することができ、
複数のモジュールがそれぞれの機能の実行要求を示している場合は、機能の実行要求を示している制御モジュールのうち最も高い優先順位を有する制御モジュールにその機能の実行を許可するように制御装置を構成する。
【０００９】
したがって、制御装置はモジュール式設計であり、さまざまなハイブリッド車両を制御するために比較的簡単な方法で再構成または適合化することができる。さらに、本実施態様では、複数の制御モジュールによってハイブリッド車両のさまざまな電力関連機能の間に高い直交性(orthogonallity)が提供され、制御装置の構成によってもたらされる／に組み込まれる状態空間においてハイブリッド機能同士が重なり合うことがない。
【００１０】
一実施態様においては、１つ以上の入力変数に応じて機能の実行を自動的に要求することによってその機能の要求を示すように制御モジュールを構成することができる。
【００１１】
好適な一代替実施態様においては、例えば、機能を実行すべきかどうかを最初に（制御装置、またはそのスケジューラが）制御モジュールに問い合わせることができ、結果として、制御モジュールは、１つ以上の入力変数に応じて機能の要求を（例えば、その機能の実行要求を示すことによって）示すことができる。
【００１２】
本発明の以下の各実施態様においては、各種のハイブリッド車両に合わせて制御装置の中心制御部を特に適合化させる必要はない。一実施態様において、制御装置は、各制御モジュールも含めて、機械可読命令、例えばプロセッサまたはコンピュータユニットによって実行される適切なプロセッサまたはコンピュータコード、によって提供される。例えば、機械可読命令を適切な制御装置として実装することができる。好適な一実施態様において、制御装置はハードウェア制御装置であるか、または電子制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｕｎｉｔ）である。
【００１３】
また、本発明の一実施態様によると、ハイブリッド車両の電力を生成および／または消費する（すなわち、使う）コンポーネントを制御する方法が提供される。本方法は、本発明によるモジュール式制御装置を利用し、１つ以上の制御モジュールがそれぞれ１つ以上の入力変数に応じてそれぞれの機能の実行要求を示すことができ、複数のモジュールが機能の実行要求を示している場合は、機能の実行要求を示している制御モジュールのうち最も高い優先順位を有する制御モジュールにその機能の実行が許可される。
【００１４】
この方法においては、特に、さまざまな制御モジュールがそれぞれの機能の実行要求を同時に、互いに独立に、示すことができる。
【００１５】
例えば、スケジューラは制御モジュールにその機能を実行すべきか否かを問い合わせることができる。この場合、この制御モジュールは入力パラメータをチェックし、この入力パラメータに応じて、その機能の実行を要求（確認、表明）することも、要求しない（拒否）こともできる。また、例えば、スケジューラは、動作中にさまざまな実行／起動要求をさまざまな制御モジュールから同時に受け付けることができる。
【００１６】
また、一実施態様は、特に本発明による制御装置を提供するために、機械によって実行されたときに本発明による方法を機械に実施させるように構成されたデジタル機械可読命令、特にソフトウェアコード、例えばコンピュータプログラム、を提供する。また、例えば、本発明の一実施態様によると、これらのデジタル機械可読命令を担持するデータ担持体を提供することができる。
【００１７】
他の好都合な実施態様が従属請求項に記載されている。以下の添付図面を参照しながら例示的実施形態によって本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ハイブリッド車両の一部を模式的に示す。
【図２】本発明の一実施形態による制御システムを模式的に示す。
【図３】本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。
【図４】燃料消費量を電気駆動限界の関数として示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本願においては、同等または対応の特徴は同等または対応の参照符号で示されている。
【００２０】
図１は、ハイブリッド車両の一部を模式的に示す。ハイブリッド車両自体の構成は当業者には公知であるので、全般的な説明に留める。車両は、トルクを各車輪に個別に、または全車輪同時に、供給するために車両の各車輪に結合することができる、電動機ＥＭＧとエンジンＥとを備えるハイブリッドパワートレインを備える。矢印Ｘは、トルクエネルギーの流れを示す。また、電気エネルギーを供給するためにバッテリ（蓄電池）Ｂが設けられる。バッテリの充電は、さまざまな方法で行うことができる。例えば、パワートレインを充電（Ｃｈａｒｇｅ）状態にすることができる。この場合、電動機ＥＭＧは、発電機として機能し、エンジンによって駆動されて蓄電池／バッテリＢを充電する（この場合のエネルギー経路を図１に矢印Ｙ１で示す）。例えば、直流を交流に、またはこの逆に、変換するためのインバータを電動機ＥＭＧ（またはパワートレイン）に設けることができる。さらに、バッテリＢを充電するための電力を生成するために１つ以上の回生（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ）状態をもたらすように、車両を構成することができる。通常、このような回生状態は、車両制動プロセス中または車両減速プロセス中に得られ、例えば電動機／発電機ＥＭＧが車輪によって駆動される場合に得られる（この場合のエネルギー経路を図１に矢印Ｙ２で示す）。１台のハイブリッド車両に、複数のエネルギー回生システムを備えることができる。例えば、電動機ＥＭＧを用いて電力を生成する回生装置、電磁式または油圧式リターダ、および／または油圧または空気圧によって駆動される従来の摩擦ブレーキを備えることができる。さらに、ハイブリッドパワートレインをシリアルハイブリッド式またはパラレルハイブリッド式、あるいはこれらの組み合わせにすることができる。パワートレインは、図１の実施形態のように、発電機としても機能する単一の電動機ＥＭＧを備えることが好ましい。あるいは、電動機と独立の発電機とをパワートレインに含めることもできる。また、エンジンＥは、例えばガソリン、ディーゼル、水素、および／または他の燃料を燃やす内燃機関にすることも、あるいは他の種類のエンジンにすることもできる。ハイブリッド車両が、通常、他のさまざまなコンポーネントを備えることは当業者に理解されるであろう。これらのコンポーネントとして、例えば、変速機、エンジンＥおよび電動機ＥＭＧを断接する１つ以上のクラッチ、コンバータのほか、さまざまなコンポーネントの状態の判定、例えば、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の判定、パワートレインの要求または供給動力量の判定、運転者（ドライバ）の要求の判定を行い、他のパラメータ、例えば車室温度および／または排気触媒システムに関する温度変数、に関する情報を提供するためのセンサＳが挙げられる。
【００２１】
一実施形態において、ハイブリッド車両は電力の生成および消費（使用）に関係するさまざまなハイブリッド動力状態になることができる。これらの状態として、例えば、
−エンジンを用いて発電機ＥＭＧを駆動することによって電気エネルギーを生成する充電状態と、
−電動機ＥＭＧを用いてエンジンＥのトルクを増大させるブースト状態と、
−エンジンＥを用いずに発電機（例えば電動機ＥＭＧ）を駆動することによって電気エネルギーを生成する回生状態と、
−エンジンＥではなく、完全に電動機Ｅによってトルクを発生させるe-ドライブ状態と、が挙げられる。
【００２２】
他のハイブリッド動力状態、例えばパワートレインがスタンバイ中であるスタンバイ状態（例えば、車両の停止時）、も利用可能である。
【００２３】
図２は、ハイブリッド車両のさまざまな電気エネルギー消費および／または生成コンポーネントＣ（すなわち、蓄電池関連のコンポーネント）を制御するように構成された、制御装置１を備える制御システムの非限定的な実施形態を模式的に示す。上記のように、これらのコンポーネントとして、１つ以上の電動機ＥＭＧ、１つ以上の発電システム、例えば発電機ＥＭＧを駆動するためのエンジンＭを含むシステム、１つ以上のエネルギー回生装置（上記を参照）、少なくとも１つのバッテリＢを充電するための１つ以上のバッテリ充電器、および／または他のコンポーネントが挙げられる。
【００２４】
制御装置１は、少なくとも、電力の可用性とこれらのコンポーネントＣのうちの１つ以上が必要とする電力量とに関する制御装置の入力変数に基づき電力制御（すなわち、使用可能電力の分配）を扱うように構成される。
【００２５】
本実施形態において、制御装置１は、制御装置１とそれぞれの遠隔車両コンポーネントＣとの間の通信を提供するインタフェース構造（「ハードウェアインタフェース層」とも呼称）２０に接続可能であり、および／またはインタフェース構造２０を備える。例えば、通信は、一方向（ＲＥＱ）であっても、またはハンドシェイク方式（ＲＥＱ／ＡＣＫ）であっても、または別の形式であってもよい。本実施形態においては、コンポーネントＣとインタフェース構造とを、例えば、有線および／または無線通信手段によって、車両データ通信網によって、または当業者であれば理解されるような他の方法で、通信可能に相互接続する第１の通信システム１０５が設けられる。また、本実施形態においては、インタフェース構造２０と制御装置１との間のデータ通信を可能にするために、両者間を通信可能に相互接続する通信経路１０４が設けられる。あるいは、インタフェース２０を制御装置１の構成部分とすることもでき、あるいは制御装置１と遠隔車両コンポーネントＣとの間の通信を可能にするための適切なデータインタフェースを複数設けることもできる。
【００２６】
制御装置１と車両コンポーネントＣとの間の通信は、それぞれの車両コンポーネントＣを制御（例えば、車両コンポーネントＣの起動、停止、および／または動作変更）するための、制御装置１からそれぞれの車両コンポーネントへの制御情報の伝達を含むことができる。また、この通信は、制御装置１への車両の動力状態情報の伝達を含むことができる。上記の状態情報は、さまざまな動力関連の変数、例えば充電状態、車両駆動力、ブレーキ回生力、リターダ回生力、および／または他の動力関連の変数、を含むことができる。これらの変数は、当業者であれば理解されるように、運転者関連の操作、走行条件、走行自体に依存させることができる。例えば、車両の動力状態情報は、それぞれの車両コンポーネントＣ、センサＳ、特定の車両速度への到達または速度維持のためにパワートレインからの特定量の駆動力の供給を要求するように構成された車両速度制御装置（図示せず）、および／または他の車両部品またはシステムによって生成することができる。
【００２７】
例えば、インタフェース構造２０は、動力状態情報を（例えば、対応する車両部品から）受け取り、受け取った状態情報を制御装置１に、特に制御装置１が読み取ることができる形式で、送るように構成される。例えば、インタフェース構造２０は、車両状態情報を制御装置１によって受け取られる特定の入力変数に翻訳するように構成されることが好ましい。
【００２８】
一実施形態において、上記の動力状態情報は、各種の情報を含むことができる。例えば、本実施形態においては、コンポーネントＣの状態（特に、コンポーネントＣに関する電力関連情報を含む状態）に関する車両の動力状態情報を生成するように車両を構成することができる。例えば、電力関連状態情報を生成するようにこれらのコンポーネントＣの１つ以上を構成することができる。この電力関連状態情報として、例えば、車両の動作および状態に応じて、動作中のコンポーネントＣが要求または必要とする電力量を含む情報が挙げられる。
【００２９】
さらに、上記のように、さまざまなコンポーネントの電力状態、例えばバッテリＢの充電状態（ＳＯＣ）、を判定するセンサＳを１つ以上設けることができる。例えば、これらのセンサＳのうちの１つ以上を、対応する車両コンポーネントＣの一部にすることも、あるいは専用の車両制御システム（例えば、車両速度制御装置）の一部にすることもできる。例えば、センサＳをローカルコンポーネント制御装置の一部にすることができる。このローカル制御装置は、センサ信号を処理し、処理後のセンサ信号、またはセンサ信号関連情報、をハイブリッド制御装置１に送ることができる。センサＳが測定または評価した１つ以上のパラメータに関する電力関連状態情報を生成するように、各センサＳを構成することもできる。
【００３０】
例えば、充電状態センサＳは、バッテリ状態または充電に関する情報を提供でき、充電状態が比較的低レベルに達したことをセンサＳが検出または判定した場合、またはこのような低レベルに短時間のうちに達すると予想される場合に、バッテリＢの充電要求を含む情報を生成できることが好ましい。
【００３１】
さらに別の実施形態においては、例えば、２つのレベルを存在させることができる。すなわち、第１のレベルでは（例えば、ローカルバッテリ制御装置において）、充電が望ましいかどうかを判定する充電制御機能を使用可能であり、警告メッセージ、例えば「直ちに充電してください。充電しないとバッテリが損傷するおそれがあります（ｌｏａｄ  ｎｏｗ  ｏｒ  ｅｌｓｅ  ｔｈｅ  ｂａｔｔｅｒｙ  ｍｉｇｈｔ  ｂｅ  ｄａｍａｇｅｄ）。」、を生成することができる。第２のレベルは、安全機能にすることができ、ハードウェアインタフェース層２０の一部にしてもよい。
【００３２】
さらに、充電状態センサＳは、充電状態が比較的高い充電レベルに達したことをこのセンサＳが検出または判定した場合は、バッテリの充電が不要であるという情報を提供することができる。さらに、実際の車両速度に関する情報を提供するために、車両速度センサを、例えば車両制御ユニットの一部として、使用可能である。
【００３３】
制御装置１は、さまざまな方法で構成できる。制御装置１は、制御装置によって実行されたときに、下記のように制御装置１に方法を実施させるように構成された複数の機械可読命令、特に一組のデジタルコードまたは制御アルゴリズム、を備えることが好ましい。制御装置１は、当業者であれば理解されるように、適切なハードウェア、例えば、上記命令を実行する１つ以上のプロセッサ１０１と、例えばこれらの命令および／または命令関連の変数の少なくとも一部を保持するために、１つ以上のプロセッサ１０１からアクセス可能なデータメモリ１０２とを備えることができる。
【００３４】
好適な一実施形態において、制御装置１は、電力生成および消費／使用（仮想）機能をそれぞれ実施する複数のコンポーネントＣを制御するように構成された、ほぼ自律的に動作する複数の制御モジュール１１、１２、１３を備える。これらの電力生成および消費／使用（仮想）機能として、例えば、
−ハイブリッド車両のエンジンを用いてハイブリッド車両の発電機を駆動することによって電気エネルギーを生成する充電機能と、
−電動機を用いてトルクを増大させるブースト機能と、
−エンジンを用いずに発電機を駆動することによって電気エネルギーを生成する回生機能と、
−電動機が電気エネルギーを用いて、エンジンからの支援なしに、トルクを供給するe-ドライブ機能と、が挙げられる。
【００３５】
好適な一実施形態においては、モジュール１１、１２、１３はコンポーネントＣをインタフェース層２０を介して間接的に制御することができる。この場合、制御モジュール１１、１２、１３は、インタフェース層２０（またはそれぞれの機能に対応付けられたインタフェース層部分）を制御することができ、それぞれのインタフェース層部分は、制御モジュール１１、１２、１３が受け取った命令に基づき、コンポーネントＣを制御することができる。したがって、インタフェース層２０は、制御モジュール１１、１２、１３の管理下で、コンポーネントＣを制御することができる。
【００３６】
本実施形態において、これらの制御モジュール１１、１２、１３は、制御装置１に、すなわち上記の機械可読命令に、統合または実装される。図３は、制御装置によって実施される方法の一実施形態のフローチャートを示す。このフローチャートは、制御モジュール１１、１２、１３を示す。
【００３７】
非限定的な例として、本実施形態は、充電機能を制御する第１の制御モジュール１１と、ブースト機能を制御する第２の制御モジュールと、電力の回生を制御する第３の制御モジュール１３とを備える。他の制御モジュール、例えばe-ドライブ機能に関連するe-ドライブ制御モジュール（図示せず）、も簡単な方法で制御装置１に追加することができる。
【００３８】
各制御モジュール１１、１２、１３には、１つ以上の入力変数（上記のように、制御装置１がインタフェース構造を介して受け取ることができる入力変数）がそれぞれ対応付けられることが好ましい。例えば、第１の制御モジュール１１には充電状態変数を対応付けることができ、第２の制御モジュール１２には駆動力変数を対応付けることができ、第３の制御モジュールには１つ以上の回生電力変数を対応付けることができる。また、制御モジュール１１、１２、１３には、互いに異なる優先順位が対応付けられる。例えば、これらの優先順位と上記の変数とをメモリ１０２に格納し、制御装置１の処理部１０１からアクセス（読み出しおよび／または書き込み）することができる。各制御モジュール１１、１２、１３は、それぞれ１つ以上の入力変数に応じてそれぞれの機能の実行を要求する（すなわち、入力変数に応じて、その機能が必要とされていることを示す情報を提供する）ように構成されることが好ましい。
【００３９】
上記のように、例えば、一実施形態においては、それぞれ１つ以上の入力変数に応じてそれぞれの機能の実行を自動的に要求するように制御モジュール１１、１２、１３を構成することができる。好適な一代替実施形態においては、例えば、それぞれの機能を実行すべきかどうかを（例えば、制御装置のスケジューラ２から）制御モジュール１１、１２、１３に周期的に問い合わせることができる。この問い合わせに対して、制御モジュール１１、１２、１３は、その入力パラメータをチェックすることができ、入力パラメータに応じて、その機能の実行の確認または拒否を適切な指示によって（応答として）行うことができる。
【００４０】
制御モジュール１１、１２、１３のうちの１つの制御モジュールだけがその機能の実行を要求した場合は、制御装置１はその制御モジュールにその機能の実行を許可することができる。ただし、さらに別の実施形態においては、以下に説明するようにエネルギーバジェットの使用に応じて許可または拒否することもできる（例えば、場合によっては、制御装置１は、制御モジュールがそのエネルギーバジェットを使い果たしたかどうかをチェックすることができ、そのエネルギーバジェットが使い果たされている場合は、そのモジュールの機能の実行を拒否することができる）。
【００４１】
複数のモジュール１１、１２、１３がそれぞれの機能の実行を要求している場合は、機能の実行を要求している制御モジュール１１、１２、１３のうち最も高い優先順位を有する制御モジュールにその機能の実行を許可するように制御装置１を構成する。例えば、さまざまな制御モジュール１１、１２、１３がそれぞれの機能の実行を同時に、それぞれ独立に、要求できるように制御装置１を構成することができる。この場合は、一度に（および場合によっては、その制御モジュールのエネルギーバジェットに基づき）、制御モジュール１１、１２、１３のうちの１つの制御モジュールにのみ機能の実行を許可するように制御装置１を構成する。用語「同時に」は、広義に解釈されるものとし、当業者であれば理解されるように、例えば、「瞬時に」および／または制御装置１の「制御の単一回の反復のうちに」を意味しうる（例えば、制御の複数回の反復のうちの各回の反復において、制御装置１は、全ての制御モジュールから実行要求を受け付けるために特定の制御プロセスを実施する）。
【００４２】
各制御モジュール１１、１２、１３の機能の実行が制御装置１によって許可されるかどうかに応じて、各制御モジュール１１、１２、１３がその機能を（特に、適切な制御情報をその車両コンポーネントにそのインタフェース層部分を介して伝達することによって、すなわち、コンポーネント（群）Ｃを制御するインタフェース層２０にその機能を実行させるために適切な制御情報をインタフェース層２０に伝達することによって）実行するように、各制御モジュール１１、１２、１３を構成することができる。一例として、本実施形態においては、第１のモジュール１１がその機能の実行を許可されると、第１のモジュールは情報をインタフェース２０を介して伝達することによって車両を充電状態にする。この結果、対応する車両コンポーネントＥ、ＥＭＧがバッテリＢを充電する。第２のモジュール１２がその機能の実行を許可された場合、第２のモジュール１２はインタフェース２０を介して情報を伝達することによって車両をブースト状態にする。この結果、電動機ＥＭＧが追加トルクをパワートレインに供給する。第３のモジュール１３がその機能の実行を許可された場合、第３のモジュール１３はインタフェース２０を介して情報を伝達することによって車両を回生状態にする。この結果、対応する車両コンポーネントＭ、ＥＭＧが電力を回生する。e-ドライブモジュールがその機能の機能の実行を許可された場合、e-ドライブモジュールは、インタフェース２０を介して情報を伝達することによって車両をe-ドライブ状態にする。この結果、電動機ＥＭＧのみが起動されて（エンジンＥは起動されない）トルクを車両に供給する。
【００４３】
制御装置１は、一度に制御モジュール１１、１２、１３のうちの１つにのみその機能の実行を許可するように構成された主スケジューラ２、好ましくはミューテックススケジューラ２、を備えることが好ましい。本実施形態においては、ミューテックススケジューラ２を制御装置１の上記機械可読命令に埋め込むことも、またはその一部にすることも簡単に行える。
【００４４】
主スケジューラ２（例えばミューテックススケジューラ２）は、さまざまな方法で動作することができる。例えば、一実施形態においては、それぞれの機能の実行を要求しているいくつかの制御モジュール１１、１２、１３のうち、最も高い優先順位を有する制御モジュール１１、１２、１３にのみ機能を実行させるように、主スケジューラ２を構成することができる。また、一実施形態においては、ある制御モジュールより高い優先順位を有する別の制御モジュールの機能を実施させるためにその別の制御モジュールが選択されている場合は、先の制御モジュールの機能の実行を許可しないようにスケジューラ２を構成することができる。例えば、一実施形態によると、主スケジューラ２は、動作中にさまざまな制御モジュール１１、１２、１３から同時にさまざまな実行（起動）要求を受け付けることができる。
【００４５】
本実施形態においては、インタフェース構造２０は、各制御モジュール１１、１２、１３から対応する車両コンポーネントへの制御情報の伝達（すなわち、機能空間内への／に向けての制御情報の翻訳）と、車両コンポーネントから制御モジュール１１、１２、１３への動力状態情報の伝達とを提供できることが好ましい。この場合、インタフェース構造２０は、動力状態情報（通信手段１０５を介して受信）を制御モジュール１１、１２、１３によって受け取られる特定の入力変数に翻訳するように構成される。例えば、充電状態情報を（特に、入力変数への翻訳後）制御装置１の充電モジュール１１にのみ送り、その他の２つの制御モジュール１２、１３のどちらにも送らないようにインタフェース２０を構成することができる。また、例えば、充電制御モジュール１１は、充電制御モジュール１１に対応付けられた入力変数（群）、例えば充電状態変数、のみを受け付ける／操作するように構成することができる。インタフェース２０は、駆動力情報を（特に、入力変数への翻訳後）ブーストモジュール１２にのみ送り、その他の２つの制御モジュール１１、１３のどちらにも送らないように構成することができる。インタフェース２０が受け取った回生装置情報を翻訳し、回生装置制御モジュール１３にのみ送り、その他の２つの制御モジュール１１、１２のどちらにも送らないようにすることができる。さらに、一実施形態においては、１つ以上の入力変数がさまざまな制御モジュールによって受け付けられるように、入力変数をこれらの制御モジュールに伝達することができる。例えば、車両を駆動するためにパワートレインが必要とする総電力量に対応付けられた駆動力変数をブースト制御モジュール１２とe-ドライブ制御モジュール（図３に特に図示せず）の両方に伝達することができる。
【００４６】
一実施形態においては、対応する機能が要求されていることを１つ以上の入力変数が示す場合に、対応する起動要求を生成するように各制御モジュール１１、１２、１３を構成することができる。例えば、このような起動要求を連続的または半連続的に探索し、このような要求の発見後に探索を継続するように、制御装置１（特に、そのミューテックススケジューラ２）を構成することができる。
【００４７】
さらに、一実施形態においては、対応する機能が要求されていることを１つ以上の入力変数が示す場合、対応する起動要求を生成するように各制御モジュール１１、１２、１３を構成することができる。この場合、起動要求が発生するたびに制御装置１（すなわち、ミューテックススケジューラ２）が起動され、その他の制御モジュールの起動要求の有無に基づき、および制御モジュールの優先順位に基づき、要求された機能の起動を許可するか否かを判定するように、制御装置１（すなわち、ミューテックススケジューラ２）を構成することができる。
【００４８】
本実施形態においては（図３を参照）、回生モジュール１３は、下位機能にそれぞれ関係する複数のサブモジュールを含む。この場合、これらのサブモジュールには互いに異なる優先順位が付けられる一方で、これらの下位機能の並行実行が可能であることが好ましい。例えば、第１のサブモジュール１３ａは、電力を生成する電動機／発電機ＥＭＧの駆動を含む第１の回生機能を制御するように構成することができる。第２のサブモジュール１３ｂは、車両を減速させて電力を生成する専用リターダ（図示せず）の動作を含む第２の回生機能を制御することができる。第３のサブモジュール１３ｃは、機械式（例えば油圧式または空気式）ブレーキシステムからもたらされる回生機能を実行するように構成することができる。これらのサブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃに互いに異なる優先順位を付ける必要はなく、サブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃの機能の共用（同時）実行がこれらのサブモジュールから要求された場合は、サブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃの機能の共用（同時）実行を許可するスケジューラを回生モジュールに設けることができる。より好適な一実施形態においては、サブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃに互いに異なる優先順位を付けるが、例えば動力要求および使用可能動力によっては、サブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃを同時に動作させることもできる。その場合、例えば、最も高い優先順位を有するサブモジュール１３ａに全ての使用可能動力が許容され、残りのサブモジュール１３ｂ、１３ｃは一切の動力を得られない。他方、その場合、より高い優先順位を有するサブモジュール１３ａが全ての使用可能動力を使い果たさなかった場合は、より低い優先順位を有するサブモジュール１３ｂに残りの動力部分などが供給される。さらに、図３に示すように、サブモジュール１３ａからのエネルギーを一時的に保存するエネルギーバッファ７５を設けることができる。
【００４９】
例えば、インタフェース２０は、電気以外のエネルギー形態のエネルギーバッファごとの追加のスケジューラと共に、さらに別の車両機能を提示することができる。各スケジューラおよび対応機能からのさまざまな動力要求をインタフェース層２０で組み合せることによって、コンポーネント制御信号を求めることができる。
【００５０】
さらに別の実施形態においては、制御装置１は、車両上で使用可能な熱エネルギーバッファをさらに評価および制御するように構成される。例えば、車両は、各種熱源、例えばエンジン（Ｅｎｇｉｎｅ  ＨＥＸ３１）および１つ以上の電熱器（例えば、運転室を加熱するためのヒータまたはＰＴＣサーミスタ発熱体３２、排気触媒システムの一部を加熱するためのヒータ４４）、を含むことができる。また、車両はさまざまな方法で熱を損失しうる。例えば、排気によって、車両本体からの熱放射および対流３３によって、排気触媒システムによる対流損失４３によって、触媒化学反応による熱損失４２によって、および／または別の方法で、熱エネルギー４１を損失しうる。
【００５１】
好都合な一実施形態においては、さらにエネルギーバジェットを各機能に（すなわち、制御モジュール１１、１２、１３に）割り当てるか、または対応付けるように、制御装置１を構成することができる。例えば、ある機能がそのエネルギーバジェットの少なくとも一部を使い果たした場合は、その機能の使用可能エネルギー量を変更するように、制御装置１を構成する。また、例えば、ある機能が使用したエネルギー量に応じてその機能の実行を許可または拒否するように制御装置１を構成することができる。例えば、さまざまな機能のエネルギーバジェットを制御装置１のメモリ部１０２に格納することができる。さらに別の実施形態においては、各電気エネルギーバジェットを履歴から（例えば、現在の走行期間より前の複数の走行期間から）、および／または将来の予測値を用いて、計算または推定するように、制御装置１を構成する。さらに別の実施形態においては、電力バジェットをさまざまな機能（または制御モジュール１１、１２、１３）に割り当てるように制御装置１を構成する。動作中に、ある機能（または制御モジュール１１、１２、１３）がそのバジェット値またはエネルギー分量を使い果たしたときは、その機能をスコープから削除する、例えば実行リストから順番待ちリストに移動する、ように制御装置１を構成できることが好ましい。
【００５２】
例えば、ある制御モジュール１１、１２、１３がそのエネルギーバジェットを使い果たした場合は、制御装置１はその制御モジュール１１、１２、１３の機能の実行を拒否することができる。また、このような場合は、例えば、その制御モジュール１１、１２、１３の優先順位を制御装置１が自動的に下げることができるか、あるいはその機能が単に実行されなくなる。当業者であれば理解されるように、このプロセスは多くの方法で、細かく、または粗く、行いうる。また、ここで、電力の割り当て自体を機能のバジェット自体に依存させることもできる（バジェットは機能の一部である必要はなく、機能をバジェットに関係付けることができる）。例えば、モジュール１１、１２、１３への使用可能電力の割り当てを使用済みバジェット量に、例えば線形に（すなわち、モジュール１１、１２、１３が使用するバジェットの半分は、そのモジュール１１、１２、１３に割り当てられる電力の半分を意味する）または非線形に、比例させることができる。
【００５３】
したがって、最適な燃費を維持するために、機能あたりのエネルギーバジェットという概念を設けることによって、電力ソース機能と電力シンク機能の間を均衡させることができる。例えば、e-ドライブ機能（モジュール）は、燃費の利点をエネルギー使用量の限界値まで提供し、その後、燃費は著しく下がる。本実施形態は、技術者がこの種の極めて複雑なシステムに対応するのにも役立つ。図４は、エンジンの燃料消費量（１／１００ｋｍ）を電気駆動限界（ｋＷ）の関数として示すグラフの一例を示す。電気駆動限界は、車両をe-ドライブ状態にするために使用可能な電力バジェットである。最適な電気駆動限界は、破線Ｌｏｐｔで示されている。この場合、燃料消費量は最小であり、e-ドライブ機能のためのエネルギーを提供するために、回生機能に加え、充電機能を（それぞれの優先順位に基づき互いに排他的に）用いることができる。また、第２の、より低い、電気駆動限界状態Ｌｒｅｇが示されている。この状態での燃料消費量は最適な電気駆動限界時より著しく高く、この場合は、例えば回生機能のみを使用可能である。言い換えると、回生機能のみが使用される走行条件がＬｒｅｇになりうる。e-ドライブがバジェットによって２つの供給源にアクセスできる場合は、e-ドライブの利点を増大させることができる。
【００５４】
したがって、図４のように、車両の燃料消費量を向上させるには、回生機能に加え、充電機能を使用することによって、e-ドライブ機能のためのエネルギーを提供することができる。例えば、あらゆるハイブリッド動力機能を同様の方法で、最小経路効率を保証すると判定された最小および最大動力によって、制限することができる。
【００５５】
制御装置１には、熱の生成および損失をエネルギー効率の良い方法で制御するための１つ以上の熱バッファ制御モジュールまたはスケジューラ３０、４０、例えば車室蓄熱器スケジューラ３０（蓄熱に関連）および触媒蓄熱器スケジューラ４０（同じく蓄熱に関連）、をさらに設けることができる。この目的のために、電力関連の制御モジュール１１、１２、１３の優先順位を熱需要の変化に基づき調整するように制御装置１を構成することが好ましい。例えば、排気触媒システムの熱バッファが熱の供給を必要とする場合（すなわち、排気触媒システムの温度が所定の、または好適な、最小値未満に低下した場合）はエンジンを起動してバッテリＢを充電する機会を増やすために、主スケジューラ２と連係して充電モジュール１１の優先順位を上げるように、熱バッファスケジューラ３０、４０を構成することができる。同様に、排気触媒システムの熱バッファが熱損失を必要とする場合（すなわち、排気触媒システムの温度が所定の、または好適な、ある最大値を超えた場合）は起動されたエンジンを停止するために、主スケジューラ２と連係してe-ドライブまたはブーストモジュールの優先順位を上げるように、熱バッファスケジューラ３０、４０を構成することができる。主スケジューラ２と熱スケジューラ３０、４０との間の連係には、適切な通信手段を介した、例えば、スケジューラ間のデータ伝送を可能にするメッセージングインタフェース５０を介した、および／または別の方法での、データ通信を含めることができる。
【００５６】
したがって、本実施形態においては、複数の独立の機能を定義し、再利用可能にし、（ハードウェア）構成から独立させることができる。さらに、さまざまな機能を複数のスケジューラ、例えばエネルギー／動力に基づき実行するスケジューラ、によって制御することができる。これらのスケジューラの構成も可能であり、例えば１つ以上のミューテックスおよび／またはパラレルスケジューラを用いることができる。
【００５７】
上記のように、機能間の遷移は事前に規定されないことが好ましい。すなわち、システムは状態機械でないことが好ましい（状態機械においては、可能な遷移が全て事前に規定される）。これにより、複雑さが大幅に回避される。
【００５８】
さらに、インタフェース層の使用により、インタフェース層の書き換えのみで、同じ制御方式を複数の構成に使用できる。さらに、本実施形態は、多重エネルギー制御を提供することができる。
【００５９】
図１〜３の実施形態の使用時は、制御モジュール１１、１２、１３のうちの１つ以上が、対応する１つ以上の入力変数に応じて、それぞれの機能の実行を要求することができる。複数のモジュール１１、１２、１３がそれぞれの機能の実行を要求している場合は、機能の実行を要求している制御モジュール１１、１２、１３のうち最も高い優先順位を有する制御モジュール１１、１２、１３にその機能の実行が許可される。また、蓄電池スケジューラ２は、一度に１つの制御モジュール１１、１２、１３にのみ機能の実行を許可することが好ましい。また、インタフェース制御情報が制御モジュール１１、１２、１３から対応する車両コンポーネントＣに伝達され、動力状態情報が制御モジュール１１、１２、１３に、この情報をそれぞれの制御モジュール１１、１２、１３によって受け取られる特定の入力変数に翻訳するインタフェース構造２０を介して、伝達される。
【００６０】
上記のように、一実施形態においては、使用時に、制御モジュール１１、１２、１３は、対応する機能が要求されていることを１つ以上の入力変数が示す場合、その他の制御モジュールの状態とは関係なしに、それぞれの起動要求を生成することができる。さらに、一実施形態においては、制御モジュール１１、１２、１３の起動要求によって主スケジューラ２を始動させることができる。始動されたスケジューラ２は、その他の制御モジュールからの起動要求の有無に基づき、および各制御モジュールの優先順位に基づき、要求された機能の起動を許可するか否かを判定することができる。ここで、本方法は、複数の蓄電池関連機能、特にそれぞれのサブモジュール１３ａ、１３ｂ、１３ｃに関連するさまざまな回生機能、の相互排他的スケジューリングをさらに含むことができる。この場合、これらの蓄電池関連機能のうちの少なくとも１つは複数の下位機能を含み、本方法はこれらの下位機能のパラレルスケジューリングを含むことが好ましい。
【００６１】
１つの制御モジュール１１、１２、１３が起動された場合、この制御モジュールは対応する機能を実施するために対応するコンポーネントを制御する。また、モジュール１１、１２、１３は、自動的に非アクティブ状態に戻るように構成することができる。例えばモジュール１１、１２、１３の機能が不要になった場合は、例えば特定の１つ以上の車両コンポーネントからインタフェース構造２０を介して受け取った情報に基づき、モジュール１１、１２、１３が自動的に非アクティブ状態に戻るように構成することができる。
【００６２】
したがって、使用中、制御装置１は、さまざまな電力を、機能（すなわち、対応する制御モジュール１１、１２、１３）が依存する状態変数によってのみ規定される別個の実体として扱う。すなわち、機能「e-ドライブ」は変数「駆動力」によって駆動され、機能「充電」は変数「充電状態」によって制御される。各機能（すなわち、対応する制御モジュール１１、１２、１３）には優先順位が与えられている。各機能（すなわち、制御モジュール１１、１２、１３）は（スケジューラ２によって指示されると）その入力変数をチェックし、機能の実行を要求している機能（制御モジュール１１、１２、１３）のうち最も高い優先順位を有する機能が実行される。例えば、e-ドライブ制御モジュールがアクティブであり、充電状態（ＳＯＣ）がハイであり、かつe-ドライブ制御モジュールの優先順位が充電制御モジュール１１より低い場合は、ＳＯＣが特定の限界値未満に下がるまで機能「充電」は実行されない。それまでは、e-ドライブ制御モジュールが制御を占有する。ＳＯＣが特定の臨界値未満に下がると、より高い優先順位を有する充電制御モジュール１１が制御を要求し、「e-ドライブ」に割り込み、これによってシステムの制御権を取得する。このように、仮想機能は再利用可能であり、最大限に直交する。制御モジュール１１、１２、１３の優先順位は必ずしも静的ではなく、リアルタイムで変更することもでき、例えば他のソフトウェア要素（熱バッファ関連の制御要素など）によって変更することもできる。
【００６３】
例えば、上記のように、使用中、本方法は、車両上で使用可能な熱エネルギーバッファの評価を含むことが好ましい。この場合、制御モジュール１１、１２、１３の優先順位はそれぞれの熱バッファに関連する熱需要に少なくとも部分的に依存させる。
【００６４】
使用中、例えば、制御装置１の主スケジューリング部２、１１、１２、１３は、制御ツリーの１つの分岐（図３を参照のこと）を表すことができるエネルギーバッファ「バッテリ」を表す／に関連させることができる。上記のように、さまざまなエネルギーバッファ、例えば排気後処理システムの熱バッファ、をハイブリッド車両上で利用できる。上で説明したように、さまざまなバッファが互いに（例えばモデル／マッピング機能を介して）連係できるように制御装置１を構成することが好ましい。一実施形態においては、上記の制御システムをエネルギーおよび動力中心にすることができるので、エネルギーまたは動力を扱う何れの車両システムでもこのような制御装置１によって制御し、さまざまなシステム間の連係を可能にすることもできる。例えば、制御装置１によって（対応する制御モジュールを介して）提供される仮想機能「e-ドライブ」は、エネルギー源（排気ガス）を排気触媒ブリックから除去することができる。このような方法で、優先順位の変更（適応型優先順位付け）によって、またはより高い優先順位を有する機能を始動させることによって、排気低減および酸化能力を維持する機能を促進することもできる。
【００６５】
本システムおよび方法においては、特に制御モジュール１１、１２、１３（または対応する機能）自体に優先順位が付けられ、制御モジュール間または機能間の遷移には優先順位は付けられない。したがって、極めて直交的な、モジュール式システムおよび方法が提供され、自律的に動作する制御モジュール１１、１２、１３同士が重なり合わず、それぞれの仮想機能同士が仮想状態空間内で重なり合うこともない。
【００６６】
上の例は、動力分配用のミューテックススケジューラ２を含む制御装置１に基づく。すなわち、何れの時点においても、機能ツリー内の１つの仮想機能のみが制御権を取得しうる。利用可能な別の種類の動力分配（スケジューリングアルゴリズム）は、共用動力分配である。これが可能であるのは、機能「回生」および「油圧制動」の場合であり（図３を参照のこと）、何れの動力要求もこれら２つの機能間で共用しうる。共用とミューテックスとの間の違いにもかかわらず、システムは機能的には同様である。本実施形態には、ハイブリッド車両の電力関連機能をスケジューリングするための他の１つ以上のスケジューリング方法をさらに設けることができる。
【００６７】
また、本制御装置１および対応する制御方法の利点は、ハードウェアからの独立性を提供できる点である。本実施形態においては、制御装置１のレイアウトは同じままで、さまざまなハイブリッド車両（例えば、さまざまな製品、さまざまなハイブリッド車両モデル、さまざまなハイブリッド種別）に対応でき、インタフェースシステムの変更のみで、制御装置１はさまざまな車両を制御できるようになる。
【００６８】
例えば、一実施形態においては、制御装置の仮想機能レベルからの出力は（図３に図示のように）「動力」である。これらの抽象的な信号を車両の物理的ハードウェアにマッピングすることができる。「ブースト」および「充電」などの抽象的概念を用いることによって、多種多様な車両を本実施形態によって提供される１つの高水準制御システムによって制御しうる。これらの出力をハードウェアインタフェース層（ＨＩＬ）２０によって特定のハードウェア構成にマッピングすることができる。この層２０は、高水準信号をコンポーネント固有の信号に翻訳する。例えば、ハイブリッド車両の種類ごとに専用のデータ翻訳インタフェース（ハードウェアインタフェース層；ＨＩＬ）２０を設けることによって、制御装置１をその車両と連係させることができる。ＨＩＬ２０は、特に、標準化されたインタフェースをハードウェアに提示する。
【００６９】
さらに、制御装置１のレイアウトはモジュール式設計であるので、制御装置への電力関連機能の追加または除去を簡単な方法で行うことができるため、異なる（多い、または少ない）電力関連機能を有する車両との動作に対応できる。
【００７０】
例えば、上記および図２〜３のように、エネルギー経路をインタフェース２０を介して提示するように、本実施形態のハイブリッド車両制御を構成することができる。例えば、車両からの充電要求はインタフェース２０によって受け取られる。この要求は、車両の運動エネルギーの要求（増加または低減）およびバッテリ充電の要求（増加または低減）を含むことができる。これらの要求を経路にマッピングすることによって、エンジン−車両（駆動要求）、およびエンジン−電気機械−バッテリ（充電要求）の経路に沿って動力要求を伝搬し戻すように、本システムを構成することができる。この経路に沿って、コンポーネントの動力要求を判定し、必要であれば、コンポーネントの限界値に加算および削減する。次に、これらの動力要求は、パワートレインの特定のコンポーネントまで送られる。上記のように、これらの経路は、優先順位の割り込み、およびカスケードからの自己制限型動力制限を伴う、共用または相互排他的セマフォを有しうる。
【００７１】
本実施形態は、燃料効率を、例えばエネルギーバジェットの均衡化によって、提供することができる。本制御装置は、特に、アーキテクチャ独立である。インタフェース層２０によって制御装置１の標準化を提供できるので、制御装置１によって制御される車両ハードウェアを変更する必要がない。制御装置１がモジュール式構造であるため、機能を制御装置の有効処理能力および車両の仕様に簡単に適合化させることができる。また、さまざまな仮想機能の優先順位の「局所性」により、制御装置の実施形態の較正をより正確に、かつ簡単な方法で、行うことができる。さらに、標準構造をモジュール式設計で用いることによって、製造コードを生成する手間を減らすことができる。
【００７２】
本発明の例示的実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことを理解されたい。当業者は、特許請求の範囲に定義されている本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更または修正を行いうる。
【００７３】
本願において、用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は他の要素またはステップを排除するものではないことを理解されたい。また、用語「１つの（ａおよびａｎ）」は複数を排除するものではない。請求項における１つまたは複数の参照符号は何れも、特許請求の範囲を限定するものとは解釈されないものとする。また、単一の制御装置、プロセッサ、または他のユニットは、特許請求の範囲に列挙されているいくつかの手段の機能を満たしうる。
【図１】
2010513138.tif 000003
【図２】
2010513138.tif 000004
【図３】
2010513138.tif 000005
【図４】
2010513138.tif 000006
【国際調査報告】
2010513138.tif 000007
2010513138.tif 000008