(57)【要約】  ハイブリッド車（１）のためのエネルギーシステム（１０）の運転制御方法である。エネルギーシステム（１０）は、所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御される燃焼機関（１１）と、燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）とを備える。上記方法は、実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）をモニタリングするステップ（１０１）と、実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）より低下する場合に、発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に減少する生成電力を出力させるステップ（１０４）とを備える。これにより、燃焼機関を、効率的に作動する運転範囲に維持することが可能になり、同時に、電力消費装置の電力の要求を満たすことが可能になる。【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（１）のためのエネルギーシステム（１０）の運転制御方法であって、
前記エネルギーシステム（１０）が、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御される燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）とを備え、
当該方法が、
実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）をモニタリングするステップ（１０１）と、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）より低下する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に減少する生成電力を出力させるステップ（１０４）とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）に向けて増加する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に増加する生成電力を出力させるステップ（１０５）をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が予め設定された閾値エンジン回転速度（ＲＰＭｔｈ）よりも低い場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、当該発電機／モータを、前記エネルギー蓄積装置（１３）から電力を引き出して前記電力消費装置（１４）に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるステップ（１０６）をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）の運転を制御するコントローラ（１７）であって、
前記エネルギーシステム（１０）が、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御可能な燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）とを備え、
当該コントローラ（１７）が、
実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）をモニタリングし、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）より低下する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に減少する生成電力を出力させるように構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項５】
請求項４に記載のコントローラ（１７）において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）に向けて増加する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に増加する生成電力を出力させるように、さらに構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のコントローラ（１７）において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が予め設定された閾値エンジン回転速度（ＲＰＭｔｈ）よりも低い場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、当該発電機／モータを、前記エネルギー蓄積装置（１３）から電力を引き出して前記電力消費装置（１４）に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるように、さらに構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項７】
ハイブリッド車（１）のためのエネルギーシステム（１０）であって、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御可能な燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）と、
請求項４乃至６の何れか一項に記載のコントローラ（１７）とを備えることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記発電機／モータ（１２）および前記電力消費装置（１４）が、前記燃焼機関（１１）に機械的に連結されて、前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）で前記燃焼機関により駆動されることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記燃焼機関（１１）、前記発電機／モータ（１２）および前記電力消費装置（１４）が、直列配列で配置されて、シャフト（１５，１６）により相互に連結されていることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項１０】
請求項７乃至９の何れか一項に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記電力消費装置（１４）が、液圧システム（４）用のポンプであることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項１１】
ハイブリッド車（１）であって、
請求項７乃至９の何れか一項に記載のエネルギーシステム（１０）と、
一組の動輪（５ａ−５ｆ）と、
前記一組の動輪（５ａ−５ｆ）を駆動する少なくとも１の駆動電気モータとを備え、前記電気モータが、当該ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）に含まれるエネルギー蓄積装置（１３）から電力を受け取るように構成されていることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１２】
請求項１１に記載のハイブリッド車（１）において、
複数の個別に制御可能な駆動電気モータを備え、その各々が、対応する前記動輪（５ａ−５ｆ）の一つを駆動するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のハイブリッド車（１）において、
当該ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）に含まれる前記電力消費装置（１４）によって駆動されるように構成された液圧システム（４）をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１４】
請求項１３に記載のハイブリッド車（１）において、
前記液圧システムが、液圧リフトツール（４）を備えることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１５】
コンピュータプログラムであって、
請求項４乃至６の何れか一項に記載のコントローラ（１７）上で実行されるときに、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法のステップの実行を可能にすることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車用のエネルギーシステムの運転を制御するための方法および装置、並びに、そのようなハイブリッド車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大気中への温室効果ガスの排出を低減する現行対策の一環として、よりエネルギー効率の高い車両が現在開発されている。
【０００３】
そのような車両の一種は、いわゆるハイブリッド車と呼ばれ、このハイブリッド車には、燃焼機関、発電機／モータ、及びバッテリまたはコンデンサのようなエネルギー蓄積装置を有するエネルギーシステムが設けられている。エネルギー蓄積装置に蓄えられたエネルギーを賢明に使用することによって、燃焼機関をより効率的に運転することができ、それは、ハイブリッド車により排出されるキロメートル当たりのＣＯ２量の低減に繋がる。
【０００４】
今日、乗用車の形態のハイブリッド車は市場に豊富に存在する。しかしながら、液圧リフトシステムのような付加的な大電力消費装置が設けられる建設機械およびその他の実用車の形態のハイブリッド車は、殆ど見付からない。
【発明の概要】
【０００５】
上記のことを考慮して、本発明は、液圧リフトシステム（hydraulic lifting system）のような大電力消費装置を有するハイブリッド車のエネルギー効率的な運転を提供することを全般的な目的とする。
【０００６】
本発明の第１態様においては、それら目的およびその他の目的が、ハイブリッド車のエネルギーシステムの運転制御方法によって達成されるものであり、前記エネルギーシステムが、所望のエンジン回転速度で動作するように制御される燃焼機関と、前記燃焼機関により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータと、前記燃焼機関により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータによって駆動可能な電力消費装置と、前記発電機／モータに接続されるとともに、前記発電機／モータにより出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置とを備え、前記方法が、実エンジン回転速度をモニタリングするステップと、前記実エンジン回転速度が前記所望のエンジン回転速度より低下する場合に、前記発電機／モータを制御して、徐々に減少する生成電力を出力させるステップとを備える。
【０００７】
なお、本発明に係る方法は、そのステップを特定の順序で実行することに決して限定されるものではないことに留意されたい。
【０００８】
大電力消費装置を備えるハイブリッド車用のエネルギーシステムの開発に際して、本発明者は新たな課題に直面してきた。例えば、電力消費装置からの予測不能な電力の需要は、燃焼機関によって生成することができる電力よりも多くの総需要を引き起こす場合があり、それは、その後に止まる場合がある。
【０００９】
この問題に対する明白な解決策は、より大きな燃焼機関を提供することであるかもしれないが、そのような解決策では、エネルギー効率を高めることのような、ハイブリッド車の利点が完全には実現されることはない。また、過大な燃焼機関は、ハイブリッド車のコストを増大させる。
【００１０】
本発明者が直面するそれらの新たな課題を考慮して、本発明は、実エンジン回転速度をモニタリングするとともに、実エンジン回転速度が所望のエンジン回転速度より低下する場合（これは、大電力消費装置により電力が必要とされる場合に生じるであろう）に、発電機／モータにより出力される生成電力を徐々に減少させることによって、大電力消費装置を有するハイブリッド車のエネルギー効率的な運転が達成されるという認識に基づくものである。
【００１１】
発電機／モータにより出力される生成電力の緩やかな減少は、連続的なものであっても、段階的なものであってもよい。例えば、実エンジン回転速度を示す値や、対応する生成電力を示す値は、参照テーブル内に与えられるものであってもよく、この参照テーブルは、その後、実エンジン回転速度を示す検出値に基づいて、発電機／モータを制御するために使用することができる。
【００１２】
発電機／モータは、その生成電力の出力を急速に低下させて、実エンジン回転速度の低下に密に追従するように制御することができ、それにより、燃焼機関が動作し続けて停止しないことを可能にするのに十分な速さで、燃焼機関により駆動される負荷を低下させることができる。
【００１３】
これにより、燃焼機関を、効率的に作動する運転範囲に維持することが可能になり、同時に、電力消費装置の電力の要求を満たすことが可能になる。
【００１４】
さらに、本発明の方法の様々な実施形態は、燃焼機関を、発電機／モータおよび電力消費装置の予測負荷の合計よりもかなり低い最大出力電力用の寸法とすることを可能にする。これは、ＣＯ２の放出量を低減して、エネルギーシステムのコストを低下させる。
【００１５】
上述した所望のエンジン回転速度は、一般に、燃焼機関が最大効率を持つエンジン回転速度となるように選択することができ、燃焼機関は、典型的には、所望のエンジン回転速度に向けてエンジンを調整するエンジン制御システムを有することができる。そのようなコントロールシステムは、それ自体は、従来より良く知られている。
【００１６】
燃焼機関に加わる負荷が変動するとき、エンジン回転速度も一般に変動することとなる。ここで、変動するエンジン回転速度は、実エンジン回転速度である。そのような変動に応答して、エンジン制御システムは、一般に、所望のエンジン回転速度にエンジンを戻そうとする。
【００１７】
本発明に係る方法はさらに、実エンジン回転速度が所望のエンジン回転速度に向けて増加している場合に、発電機／モータを制御して、徐々に増加する生成電力を出力させるステップをさらに備え、それにより、燃焼機関により伝達される電力の効率的な利用が提供される。
【００１８】
その様々な実施形態によれば、本発明の方法は有利には、実エンジン回転速度が予め設定された閾値エンジン回転速度よりも低い場合に、発電機／モータを制御して、当該発電機／モータを、エネルギー蓄積装置から電力を引き出して電力消費装置に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるステップをさらに備える。
【００１９】
これにより、燃焼機関が伝えることができるよりも多くの電力を電力消費装置が必要とする場合においても、燃焼機関が作動して電力消費装置に機械的動力を供給し続けることを可能にすることができ、追加的な機械的動力を、発電機／モータにより提供することができる。
【００２０】
これにより、少なくとも断続的に電力消費装置によって必要とされる電力よりも非常に小さい電力を提供するような寸法とすることができるという点において、より限られた大きさの燃焼機関が可能になる。これにより、エネルギーシステム、すなわちハイブリッド車を、低コストで、よりエネルギー効率的なものとすることができる。
【００２１】
本発明の第２態様においては、上述した目的およびその他の目的が、ハイブリッド車のエネルギーシステムの運転を制御するコントローラによって達成されるものであり、前記エネルギーシステムが、所望のエンジン回転速度で動作するように制御可能な燃焼機関と、前記燃焼機関により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータと、前記燃焼機関により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータによって駆動可能な電力消費装置と、前記発電機／モータに接続されるとともに、前記発電機／モータにより出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置とを備え、前記コントローラが、実エンジン回転速度をモニタリングし、前記実エンジン回転速度が前記所望のエンジン回転速度より低下する場合に、前記発電機／モータを制御して、徐々に減少する生成電力を出力させるように構成されている。
【００２２】
コントローラは、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せの形態で提供することができ、また、本発明の第１態様に係る方法は、コントローラに含まれるマイクロプロセッサ上で実行するように構成されたコンピュータプログラムとして、あるいはそれらの組合せとして、コントローラのハードウェア内で具現化することができる。
【００２３】
実エンジン回転速度のモニタリングのために、コントローラは実エンジン回転速度を示すデータを取得するための入力部を有することができる。データは、典型的には、実エンジン回転速度を感知するセンサから生じるものとすることができる。そのようなセンサは当業者には周知である。さらに、実エンジン回転速度は、燃焼機関のクランクシャフトの回転速度を直接モニタリングすることにより、あるいは、発電機／モータに含まれるロータ、または燃焼機関を発電機／モータおよび電力消費装置に機械的に連結することができる１または幾つかのシャフトまたはその他の動力伝達部材のような、エネルギーシステムのその他の回転部分を間接的にモニタリングすることにより、測定することができる。
【００２４】
本発明の第１態様に関連して述べたように、コントローラはさらに、実エンジン回転速度が予め設定された閾値エンジン回転速度よりも低い場合に、発電機／モータを制御して、当該発電機／モータを、エネルギー蓄積装置から電力を引き出して電力消費装置に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるように、構成することができる。
【００２５】
この目的を達成するために、コントローラは、実エンジン回転速度を予め設定されたエンジン回転速度と比較して、実エンジン回転速度が閾値エンジン回転速度よりも低いと判定される場合に、発電機／モータを逆作動させるように構成することができる。発電機／モータを発電機の状態からモータの状態に切り換える方法は当業者に良く知られている。
【００２６】
本発明の第２態様の更なる実施形態および本発明の第２態様によって得られる効果は、本発明の第１態様について上述したものと大部分が類似している。
【００２７】
また、本発明に係るコントローラは、有利にはハイブリッド車のエネルギーシステムに含ませることができるものであり、エネルギーシステムはさらに、所望のエンジン回転速度で動作するように制御可能な燃焼機関と、前記燃焼機関により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータと、前記燃焼機関により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータによって駆動可能な電力消費装置と、前記発電機／モータに接続されるとともに、前記発電機／モータにより出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置とを備える。
【００２８】
発電機／モータおよび電力消費装置は、燃焼機関に機械的に連結されて、実エンジン回転速度で燃焼機関により駆動されるようにしてもよい。
【００２９】
また、燃焼機関、発電機／モータおよび電力消費装置は、直列配列で配置するようにして、シャフトで相互に連結するようにしてもよい。
【００３０】
様々な実施形態によれば、電力消費装置を、液圧リフトシステムのような液圧システムのポンプとすることができる。
【００３１】
さらに、本発明の様々な実施形態に係るエネルギーシステムは、有利にはハイブリッド車に含まれるものであり、このハイブリッド車は、一組の動輪と、一組の動輪を駆動する少なくとも１の駆動電気モータとを備え、電気モータが、当該ハイブリッド車のエネルギーシステムに含まれるエネルギー蓄積装置から電力を受け取るように構成されている。
【００３２】
様々な実施形態においては、ハイブリッド車が、複数の個別に制御可能な駆動電気モータを備えることができ、その各々が、対応する動輪の一つを駆動するように配置されている。
【００３３】
ハイブリッド車は、当該ハイブリッド車のエネルギーシステムに含まれる電力消費装置によって駆動するように構成された液圧システムをさらに備えることができる。
【００３４】
様々な実施形態においては、この液圧システムが、林業に使用されるフォワーダの掘削機バケットまたはグラビングツールのような液圧リフトツールを備えることができる。
【００３５】
更なる態様によれば、上述した目的およびその他の目的が、コンピュータプログラムであって、本発明の第２態様に係るコントローラ上で実行されるときに、本発明の第１態様に係る方法のステップの実行を可能にするコンピュータプログラムによっても達成される。そのようなコンピュータプログラムは、既存のコンピュータプログラムが本発明に係る方法のステップを実行することを可能にする、スタンドアロンのコンピュータプログラムまたはそのアップグレード版とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明の例示的な実施形態を示す添付図面を参照して、本発明のこれらの態様およびその他の態様をより詳細に説明することとする。
【図１】図１は、林業で使用されるフォワーダ（forwarder）の形態の、本発明の一実施形態に係る例示的なハイブリッド車を概略的に示している。
【図２】図２は、図１のハイブリッド車に含まれるエネルギーシステムの一実施形態を概略的に示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るエネルギーシステム制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図４】図４ａ乃至図４ｃは、例示的なシナリオにおける図２のエネルギーシステムの運転を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
この詳細な説明では、本発明に係る制御方法、コントローラおよびエネルギーシステムの様々な実施形態を、林業で使用されるフォワーダに含まれるエネルギーシステムを参照しながら、主に検討にする。なお、これは、本発明の範囲を決して限定するものではなく、掘削機およびダンプカーを含むハイブリッド駆動建設機械のような任意のその他のハイブリッド車で使用されるエネルギーシステムに同等に適用可能なものである。
【００３８】
図１は、林業で使用されるフォワーダ１の形態の例示的なハイブリッド車を概略的に示している。
【００３９】
ハイブリッドフォワーダ１は、キャビン２と、伐採した木材を保持するベッド３と、フォワーダ１のオペレータが伐採した木材を地面からフォワーダ１のベッド３に持ち上げることを可能にする液圧グラビングツール４とを備える。ハイブリッドフォワーダ１には、６つの車輪５ａ−５ｆがさらに設けられ、その各々が、関連する個々の制御可能な電気モータ（図１には現れない）によって駆動される。車輪５ａ−５ｆを駆動する電気モータおよび液圧グラビングツール４は、図１には現れないが図２を参照して以下により詳細に説明するエネルギーシステムによって、動力が供給される。
【００４０】
図２は、図１のハイブリッドフォワーダ１に含まれるエネルギーシステムの一実施形態を概略的に示すブロック図である。
【００４１】
図２を参照すると、エネルギーシステム１０は、ディーゼルまたはバイオ燃料で作動するエンジンの形態で提供されることが望ましい燃焼機関１１と、発電機／モータ１２と、ここでは単一のバッテリで概略的に示されているエネルギー蓄積装置１３と、図１のハイブリッドフォワーダ１のグラビングツール４に動力を供給する液圧ポンプ１４の形態の電力消費装置とを備える。
【００４２】
図２に示すように、燃焼機関１１、発電機／モータ１２および液圧ポンプ１４は、シャフト１５，１６によって機械的に連結されており、それらシャフトは、同じ回転速度、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌで、燃焼機関１１、発電機／モータ１２および液圧ポンプ１４の可動部分を回転させる。なお、本発明は、１または幾つかのギアボックスまたは同様のものを介するような、エネルギーシステム１０の様々な部材間に間接的な機械的結合を有するエネルギーシステムにも同等に適用可能である。
【００４３】
また、図２に概略的に示すように、発電機／モータ１２は、エネルギー蓄積装置１３に電気的に接続され、このエネルギー蓄積装置は、フォワーダ１の車輪５ａ−５ｆを駆動する電気モータに電気エネルギーを提供する。なお、発電機／モータ１２が、車輪５ａ−５ｆを駆動する電気モータに、直接的に電力を供給するようにしてもよい。
【００４４】
エネルギーシステム１０の運転を制御するために、エネルギーシステム１０にはコントローラ１７が設けられ、このコントローラは、図２に概略的に示す例示的な実施形態では、発電機／モータ１２に付随するマイクロプロセッサとして示されている。
【００４５】
ここで、本発明の一実施形態に係る例示的なエネルギーシステムの基本構成を説明して、図３の概略的なフローチャートを参照しながら、コントローラ１７により実行される制御方法の一実施形態について以下に説明することとする。
【００４６】
図３を参照すると、最初のステップ１０１において、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌがコントローラ１７によってモニタされる。実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌは、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌを示すデータを繰り返し取得することによってモニタするようにしてもよい。これは、例えば、燃焼機関１１のクランクシャフト、発電機／モータ１２のロータ、液圧ポンプ１４、またはエネルギーシステム１０の主要部材を機械的に連結するシャフト１５，１６の何れかの回転速度を検知する１または複数のセンサからの信号を得ることによって達成することができる。
【００４７】
次のステップ１０２において、モニタされた実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが、予め設定された閾値エンジン回転速度ＲＰＭｔｈと比較される。実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが閾値エンジン回転速度ＲＰＭｔｈよりも大きい場合には、当該方法は、ステップ１０３に移行し、このステップにおいて、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌの経時的な変化が評価される。実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌは、一定に保持されるか、低下または増加する可能性がある。
【００４８】
ステップ１０３において、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが一定であると判定される場合には、プロセスがステップ１０１に戻って、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌのモニタを続ける。
【００４９】
ステップ１０３において、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが低下していると判定される場合には、プロセスがステップ１０４に移行するとともに、発電機／モータ１２を制御して、発電機／モータ１２により出力される電力を徐々に低下させる。その後、プロセスがステップ１０１に戻って、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌのモニタを続ける。
【００５０】
ステップ１０３において、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが増加していると判定される場合には、プロセスがステップ１０５に移行するとともに、発電機／モータ１２を制御して、発電機／モータ１２により出力される電力を徐々に増加させる。その後、プロセスがステップ１０１に戻って、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌのモニタを続ける。
【００５１】
一方、ステップ１０２において、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌが閾値エンジン回転速度ＲＰＭｔｈよりも小さいと判定される場合には、当該方法は、ステップ１０６に移行するとともに、発電機／モータ１２を制御して、エネルギー蓄積装置１３から引き出される電力を、発電機／モータ１２および液圧ポンプ１４を連結するシャフト１６を介して液圧ポンプ１４に供給される機械的動力に変換する電気モータとして、発電機／モータを機能させる。その後、プロセスがステップ１０１に戻って、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌのモニタを続ける。
【００５２】
ここで、本発明に係るエネルギーシステム制御方法の一実施形態を総括的に説明した後に、図２に関連して上述したエネルギーシステムの運転を、図４ａ乃至４ｃの概略図を参照しながら以下に説明することとする。
【００５３】
図４ａの図面は、図１のフォワーダ１の例示的な一連の動作について、時間の関数として液圧ポンプ１４の電力消費を概略的に示し、図４ｂの図面は、時間の関数として、実エンジン回転速度を概略的に示し、図４ｃの図面は、発電機／モータ１２からの電力の出力を概略的に示している。
【００５４】
図４ａ乃至４ｃで示される時間ｔ１で生じる最初の事象の前に、燃焼機関１１が、所望のエンジン回転速度ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄで作動し、液圧ポンプ１４が、非常に低い待機電力を消費し、発電機／モータ１２が、燃焼機関１１により与えられる機械的動力のすべてを事実上受け取って、この動力を生成電力に変換し、その電力がエネルギー蓄積装置１３に出力される。
【００５５】
図４ａから分かるように、時間ｔ１に水圧ポンプ１４の電力消費の増加があり、そこで、待機電力から電力Ｐ１に電力消費が増加する。この液圧ポンプ１４の電力消費の増加は、フォワーダ１を回転させること、グラビングツール４を操作すること、キャビン２を持ち上げること等のような、オペレータの行為により生じる場合がある。
【００５６】
液圧ポンプ１４の電力消費が増加するとき、燃焼機関１１が伝えることができるよりも多くの電力に対する需要が瞬間的に生じることとなり、それは、図４ｂに概略的に示すように、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌの急降下をもたらす。
【００５７】
実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌは、図３のフローチャートとの関連で説明したように、コントローラ１７によりモニタされ、コントローラは、発電機／モータ１２を制御して、図４ｃに概略的に示すように、発電機／モータ１２により出力される生成電力を徐々に低下させることとなる。発電機／モータ１２からの電力の出力、すなわち発電機／モータ１２により消費される機械的動力は、燃焼機関１１により提供される動力が発電機／モータ１２および液圧ポンプ１４により消費される電力と一致するような定常状態に達するまで、徐々に低下することとなる。ここで例示の実施例においては、液圧ポンプ１４の電力消費が待機電力に再び落ちる時間ｔ２まで、定常状態が続く。
【００５８】
液圧ポンプ１４の電力消費の減少の結果として、エネルギーシステム１０の総消費電力が下がる。これにより、燃焼機関のエンジン制御システムが、図４ｂに示すように、所望のエンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌに達するまで、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌを徐々に増加させることが可能になる。
【００５９】
実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌはコントローラ１７によってモニタされ、コントローラは、図４ｃに概略的に示すように、発電機／モータ１２を制御して、徐々に増加する生成電力をエネルギー蓄積装置１３に出力させる。
【００６０】
時間ｔ３において、図４ａから分かるように、液圧ポンプ１４の消費電力の増加が再びあり、そこで、電力消費が、待機電力から、燃焼機関１１により提供することができる最大電力よりも高い電力Ｐ２に増加する。この液圧ポンプ１４の電力消費の増加は、例えば、グラビングツール４を操作して重い荷を持ち上げるのと、キャビン２を持ち上げるのとを同時に行うような、オペレータの行為の組合せにより生じることがある。
【００６１】
液圧ポンプ１４の消費電力が増加するとき、燃焼機関１１が伝えることができるより多くの電力の需要が再び瞬間的に生じることがあり、それは、図４ｂに概略的に示すように、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌの急降下をもたらす。
【００６２】
実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌの低下に応答して、コントローラ１７は、発電機／モータ１２を再び制御して、徐々に減少する生成電力をエネルギー蓄積装置１３に出力させることとなる。この場合、液圧ポンプ１４は、燃焼機関１１が伝えることができるより多くの電力を要求するため、定常状態が達成されることはない。その代わりに、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌは、予め設定された閾値エンジン回転速度ＲＰＭｔｈまでは、降下し続ける。これは、コントローラ１７によって検知され、これに応答して、コントローラは、発電機／モータ１２を制御して、エネルギー蓄積装置１３から電力を引き出して機械的動力を液圧ポンプ１４に供給する電気モータとして、発電機／モータ１２を機能させる。これにより、燃焼機関１１の失速が阻止されて、燃焼機関１１および発電機／モータ１２の双方から同時に必要とする機械的動力が液圧ポンプ１４に提供される。
【００６３】
図４ａに示すように、時間ｔ４で、液圧ポンプ１４の電力消費が待機電力に再び降下する。
【００６４】
液圧ポンプ１４の消費電力の減少の結果として、エネルギーシステム１０の総消費電力が下がる。これにより、燃焼機関のエンジン制御システムが、図４ｂに示すように、所望のエンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌに達するまで、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌを徐々に増加させることが可能になる。
【００６５】
実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌはコントローラ１７によってモニタされ、コントローラは、図４ｃに概略的に示すように、発電機／モータ１２を制御して、発電機の状態に切り替えるとともに、徐々に増加する生成電力をエネルギー蓄積装置１３に出力させる。
【００６６】
液圧ポンプ１４の電力消費の変化が、実質的に瞬間的なものとして図４ａに示されているが、これは、例示を目的とするものに過ぎない。
【００６７】
当業者は、本発明が、上述した望ましい実施形態に決して制限されるものではないことを理解するであろう。例えば、コントローラ１７は、ハイブリッド車１の如何なる位置に配置するようにしてもよく、また、分散論理回路から構成するようにしてもよい。
【図１】
2012526930.tif 000003
【図２】
2012526930.tif 000004
【図３】
2012526930.tif 000005
【図４ａ−４ｃ】
2012526930.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月20日(2010.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車（１）のためのエネルギーシステム（１０）の運転制御方法であって、
前記エネルギーシステム（１０）が、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御される燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）とを備え、
当該方法が、
前記エネルギー蓄積装置に生成電力を出力するように前記発電機／モータを制御するステップと、
実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）をモニタリングするステップ（１０１）と、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）より低下する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、前記エネルギー蓄積装置に出力する前記生成電力を徐々に減少させるステップ（１０４）とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）に向けて増加する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に増加する生成電力を出力させるステップ（１０５）をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が予め設定された閾値エンジン回転速度（ＲＰＭｔｈ）よりも低い場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、当該発電機／モータを、前記エネルギー蓄積装置（１３）から電力を引き出して前記電力消費装置（１４）に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるステップ（１０６）をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）の運転を制御するコントローラ（１７）であって、
前記エネルギーシステム（１０）が、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御可能な燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）とを備え、
当該コントローラ（１７）が、
前記エネルギー蓄積装置に生成電力を出力するように前記発電機／モータを制御し、
実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）をモニタリングし、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）より低下する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、前記エネルギー蓄積装置に出力する前記生成電力を徐々に減少させるように構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項５】
請求項４に記載のコントローラ（１７）において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が前記所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）に向けて増加する場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、徐々に増加する生成電力を出力させるように、さらに構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のコントローラ（１７）において、
前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）が予め設定された閾値エンジン回転速度（ＲＰＭｔｈ）よりも低い場合に、前記発電機／モータ（１２）を制御して、当該発電機／モータを、前記エネルギー蓄積装置（１３）から電力を引き出して前記電力消費装置（１４）に機械的動力を供給する電気モータとして機能させるように、さらに構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項７】
ハイブリッド車（１）のためのエネルギーシステム（１０）であって、
所望のエンジン回転速度（ＲＰＭｄｅｓｉｒｅｄ）で動作するように制御可能な燃焼機関（１１）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されて生成電力を出力するように構成される発電機／モータ（１２）と、
前記燃焼機関（１１）により駆動されるように構成されるとともに、前記発電機／モータ（１２）によって駆動可能な電力消費装置（１４）と、
前記発電機／モータ（１２）に接続されるとともに、前記発電機／モータ（１２）により出力される生成電力を受け入れるように構成されるエネルギー蓄積装置（１３）と、
請求項４乃至６の何れか一項に記載のコントローラ（１７）とを備えることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記発電機／モータ（１２）および前記電力消費装置（１４）が、前記燃焼機関（１１）に機械的に連結されて、前記実エンジン回転速度（ＲＰＭａｃｔｕａｌ）で前記燃焼機関により駆動されることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記燃焼機関（１１）、前記発電機／モータ（１２）および前記電力消費装置（１４）が、直列配列で配置されて、シャフト（１５，１６）により相互に連結されていることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項１０】
請求項７乃至９の何れか一項に記載のエネルギーシステム（１０）において、
前記電力消費装置（１４）が、液圧システム（４）用のポンプであることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項１１】
ハイブリッド車（１）であって、
請求項７乃至９の何れか一項に記載のエネルギーシステム（１０）と、
一組の動輪（５ａ−５ｆ）と、
前記一組の動輪（５ａ−５ｆ）を駆動する少なくとも１の駆動電気モータとを備え、前記電気モータが、当該ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）に含まれるエネルギー蓄積装置（１３）から電力を受け取るように構成されていることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１２】
請求項１１に記載のハイブリッド車（１）において、
複数の個別に制御可能な駆動電気モータを備え、その各々が、対応する前記動輪（５ａ−５ｆ）の一つを駆動するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のハイブリッド車（１）において、
当該ハイブリッド車（１）のエネルギーシステム（１０）に含まれる前記電力消費装置（１４）によって駆動されるように構成された液圧システム（４）をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１４】
請求項１３に記載のハイブリッド車（１）において、
前記液圧システムが、液圧リフトツール（４）を備えることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項１５】
コンピュータプログラムであって、
請求項４乃至６の何れか一項に記載のコントローラ（１７）上で実行されるときに、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法のステップの実行を可能にすることを特徴とするコンピュータプログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月3日(2012.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図４ｂの図面は、図１のフォワーダ１の例示的な一連の動作について、時間の関数として液圧ポンプ１４の電力消費を概略的に示し、図４ａの図面は、時間の関数として、実エンジン回転速度を概略的に示し、図４ｃの図面は、発電機／モータ１２からの電力の出力を概略的に示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図４ｂから分かるように、時間ｔ１に水圧ポンプ１４の電力消費の増加があり、そこで、待機電力から電力Ｐ１に電力消費が増加する。この液圧ポンプ１４の電力消費の増加は、フォワーダ１を回転させること、グラビングツール４を操作すること、キャビン２を持ち上げること等のような、オペレータの行為により生じる場合がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
液圧ポンプ１４の電力消費が増加するとき、燃焼機関１１が伝えることができるよりも多くの電力に対する需要が瞬間的に生じることとなり、それは、図４ａに概略的に示すように、実エンジン回転速度ＲＰＭａｃｔｕａｌの急降下をもたらす。
【国際調査報告】
2012526930.tif 000007
2012526930.tif 000008