JP5215401B2

JP5215401B2 - バッテリの充電状態に基づくハイブリッドパワートレインの操作方法

Info

Publication number: JP5215401B2
Application number: JP2010527504A
Authority: JP
Inventors: クリスチャンノワレ，
Original assignee: プジョーシトロエンオートモビルエスアー
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: WO2009050406A3; JP2011501711A; CN101835654A; ES2364893T3; US8392042B2; WO2009050406A2; CN101835654B; ATE505358T1; US20100280694A1; EP2195185B1; DE602008006225D1; EP2195185A2; FR2921884A1

Description

本発明は、バッテリの充電レベルの管理のみに基づくハイブリッドパワートレインの操作方法に関する。

車両、特に自動車両のハイブリッドパワートレインとは一般に、特に：
− 主たる駆動エネルギーを供給するための熱機関；
− 電動機モード又は発電機モードで動作でき、固定又は可変減速比で車両の駆動輪に連結された電気機械（ＭＥＬ）：電動機モードでは、この電気機械は電気エネルギーを駆動輪に供給し、発電機モードでは、電気機械は熱機関及び／又は車輪（回生ブレーキ）から供給された機械エネルギーを、バッテリ内に貯蔵される電気エネルギーに変換する；バッテリとは、より一般的に、単独で又は組み合わせて用いられる、アキュムレータ及び／又はスーパーキャパシタ（スーパーコンデンサとも呼ばれる）の１つ又は複数の基本的要素の形態を取り得る電気エネルギー貯蔵システムを意味する；
− 例えば「ストップアンドゴー」動作モードにおいて、熱機関の始動を確実に行えるようにする電気機械；
− 能動的回生ブレーキシステム、すなわち例えばブレーキペダルによって操作されるもの、又は受動的回生ブレーキシステム、すなわち例えばアクセルの行程の開始によって操作されるものを含む、ハイブリッド車両に装備される機構の全体を意味する。

ＣＯ２の排出を削減することによって、地球の温暖化を軽減させる必要性から、ハイブリッドパワートレインの開発が促進されてきた。

多数の機構を含む、かかるパワートレインの効率を最大限に最適化するために、パワートレインの様々な機構を順に又は同時に操作することにより、パワートレイン内で使用されるエネルギーを監視する操作システムを有することが必要である。

ハイブリッドパワートレインの可能な様々な動作モードのうちで、主に以下のケースが区別される。
− 純粋な電気駆動、
− 純粋な熱駆動、
− 熱と電気の併用駆動（ブースト機能）、
− 熱駆動及びバッテリ再充電；
− 純粋な電気ブレーキ；
− 純粋な非回生ブレーキ；
− 電気ブレーキ及び非回生ブレーキ。

熱機関及び電動機の効率、並びにバッテリ及び関連するパワーエレクトロニクスの効率に一般的に基づく、ハイブリッド車両の様々な操作戦略が存在する。

米国特許第７１７３３９６号（特許文献１）から、ハイブリッド車両の様々な寿命条件に応じてバッテリの放電及び再充電を制御する、ハイブリッドパワートレインのバッテリ管理を利用する操作方法も知られている。

電気駆動機能は、本質上、十分なエネルギーがバッテリ内にある場合にしか有効ではなく、その上、バッテリの寿命が放電の深さ及び実施すべきサイクル数に直接関係するという原理から出発して、本発明は、バッテリの充電レベルの管理にのみ基づいてハイブリッドパワートレインを操作するための解決策を提案し、より具体的には、このタイプの動作において非常に求められる、バッテリの消耗を最大限に省くために、放電の深さの制御、並びにバッテリの充電及び放電サイクル数を最適化することを狙いとする。

したがって、かかる操作戦略は、車両がいかなる駆動モードにあるべきかを周期的に判定し、熱機関によりバッテリの再充電を課す必要性を判定し、かつ回生ブレーキの使用を許可又は禁止することができるものでなければならない。
米国特許第７１７３３９６号

このために、本発明は、熱機関と、電動機又は発電機として動作でき、熱及び／又は電気駆動モードを可能にする少なくとも１つの電気駆動機械と、回生及び／又は非回生ブレーキを実現できるブレーキシステムと、所定の公称電力を有するバッテリとを含む、様々な機構を備えるタイプの車両、特に自動車両のハイブリッドパワートレインの操作方法であって、
− 対応する車輪への出力を決定するために運転者の加速の意向を獲得し、所定の駆動モードに関して、最小許可閾値と最大許可閾値との間に含まれるバッテリの充電状態のレベルを獲得し、かつ電気ブレーキか非回生ブレーキかを決定することを可能にする利用可能なブレーキ出力を獲得する第１のステップと、
− バッテリの再充電必要状態の標識と、バッテリの充電状態の第１の最小閾値と、第１の最小閾値よりも大きいバッテリの充電状態の第２の最小閾値と、運転者によって要求される車輪への出力とに応じて、バッテリの再充電を課すか、それとも駆動モードの選択のための入力パラメータを定めるかを決定する、充電状態を管理する第２のステップと、
− 実際に利用可能なバッテリ出力と、運転者によって要求される車輪への駆動出力と、熱機関出力部で利用可能な最大出力とに応じて、車両の寿命状況に最も適合した駆動モードを決定する、駆動モードを選択する第３のステップとを含むことを特徴とする方法を目的とする。

１つの特徴によれば、管理ステップは、バッテリの充電状態が第１の所定の最小閾値よりも小さく、かつ運転者によって要求される車輪への所定の出力がゼロのときに、バッテリの再充電を強制的に開始させる。

もう１つの特徴によれば、要求される車輪への出力が、熱機関出力部で利用可能な最大出力よりも大きいとき、最小許可閾値よりも大きい、バッテリの充電状態の第１の所定の最小閾値と、最大許可閾値よりも小さい、第１の所定の最大閾値との間で、予め確立された法則に従って値が０〜１の間で変化する、バッテリの第１の充電係数を、バッテリの公称出力に乗じて、実際に利用可能なバッテリ出力が計算される。

要求される車輪への出力が、熱機関出力で利用可能な最大出力よりも小さいときは、最小許可閾値よりも大きい、バッテリの充電状態の第２の所定の最小閾値と、最大許可閾値よりも小さい、第２の所定の最大閾値との間で、予め確立された法則に従って値が０〜１の間で変化する、バッテリの第２の充電係数を、バッテリの公称出力に乗じて、実際に利用可能なバッテリ出力が計算される。

もう１つの特徴によれば、駆動モードの選択ステップは、運転者によって要求される車輪への出力が、利用可能なバッテリ出力よりも小さく、かつバッテリの充電状態が、第２の所定の最小閾値よりも大きいときに、純粋な電気駆動モードを選択する。

もう１つの特徴によれば、駆動モードの選択ステップは、運転者によって要求される車輪への出力が、利用可能なバッテリ出力よりも大きく、かつバッテリの充電状態が、第２の所定の最小閾値よりも小さく、かつ運転者によって要求される車輪への出力が、熱機関による利用可能な出力よりも小さいときに、バッテリの再充電を伴う熱駆動モードを選択する。

もう１つの特徴によれば、駆動モードの選択ステップは、運転者によって要求される車輪への出力が、利用可能なバッテリ出力よりも大きく、かつバッテリの充電状態が、第２の所定の最小閾値よりも大きいときに、バッテリの再充電なしで熱駆動モードのみを選択する。

もう１つの特徴によれば、駆動モードの選択ステップは、運転者によって要求される車輪への出力が、熱機関出力部で利用可能な最大出力よりも大きく、かつバッテリの充電状態が、第１の所定の最小閾値よりも小さいときに、バッテリの再充電なしで熱駆動モードのみを選択する。

もう１つの特徴によれば、駆動モードの選択ステップは、運転者によって要求される車輪への出力が、熱機関出力部で利用可能な最大出力よりも大きく、かつバッテリの充電状態が、第１の所定の最小閾値よりも大きいときに、バッテリの再充電なしで熱及び電気駆動モードを選択する。

もう１つの特徴によれば、この操作方法では、純粋な電気駆動モードとバッテリの再充電を有する熱駆動モードとの間のあらゆる振動を回避するために、バッテリの充電状態の第１及び第２の閾値にそれぞれ閾値差が加えられる。

もう１つの特徴によれば、電気ブレーキが使用され、かつ電気機械による利用可能な最大出力に達するとき、必要な場合に非回生ブレーキが付け加えられる。

もう１つの特徴によれば、電気ブレーキは、バッテリの充電レベルが、最大許可閾値よりも大きいときに禁止される。

もう１つの特徴によれば、運転者が、ブレーキもアクセルも作動させないとき、パワートレインによって発生される傾斜出力（ｐｕｉｓｓａｎｃｅｄｅｒａｍｐａｇｅ）が制御される。

本発明の主たる利点は、限られた数の測定及び計算操作しか必要としないこと、それ故にハイブリッドパワートレイン中のエネルギー管理に必要な出力が限られること、したがってこの管理に基づいてその操作が最適化されることである。

かかるシステムは、パワートレインの特定のアーキテクチャに関係せず、出力スプリット方式、並列方式、直列方式などのパワートレインに適用できる。

その上、その実施は、簡単で、頑丈で、高性能である。

ハイブリッドパワートレインの諸機構、熱機関、電気機械、トランスミッション、及び回生ブレーキの容量が、その最良効率点で使用されると想定されている。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照してなされる非限定的な実施の例についての以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

本発明による方法によって利用されるバッテリの２つの充電係数の、バッテリの充電状態（バッテリのＳＯＣとも呼ばれる）のレベルに対する変化を示すグラフである。本発明の方法によるバッテリの使用範囲を示すグラフである。本発明による操作方法の主たるステップの概略図である。運転者の意向、バッテリの充電状態、及びブレーキ管理を獲得する、本発明による方法の第１のステップの概略図である。バッテリの充電状態（ＳＯＣ）を管理する、本発明による方法の第２のステップの概略図である。駆動モードを選択する、本発明による方法の第３のステップの概略図である。

図１は、本発明の操作方法によって利用されるバッテリの再充電戦略を図示する。

この戦略は主に、２つの充電係数、Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２を決定することによるバッテリエネルギーの管理に基づく。これらの充電係数は、０〜１の間の値を取り、これに公称バッテリ出力ｂａｔを乗じると、純粋な又は併用の電気、熱及び電気（ブースト）駆動を行うために実際に許可される出力Ｐｂａｔが決定される。

そのために、本発明による方法は、運転者によって要求される車輪への出力Ｐｒｏｕｅに応じて、係数Ｃｏｅｆ１又はＣｏｅｆ２のどちらか一方を計算する。

要求される車輪への出力Ｐｒｏｕｅが、熱機関出力部で利用可能な最大出力Ｐｍｔｈｍａｘよりも大きい場合、この方法は、利用可能なバッテリ出力Ｐｂａｔを得るために第１の係数Ｃｏｅｆ１を使用し、そうでない場合、この方法は、第２の係数Ｃｏｅｆ２を使用する。

図１に示したグラフは、０〜１の間での係数Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２の値の線形変化の例を示す。

充電係数Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２は、それぞれ、ＳＯＣに対するパーセンテージで表される最小閾値と最大閾値の間、すなわちＳＯＣ１ｍｉｎとＳＯＣ１ｍａｘの間、及びＳＯＣ２ｍｉｎとＳＯＣ２ｍａｘの間で変化する。これらの閾値は、図１のグラフに示した例においては１０〜９０％の間で選択される、最小許可ＳＯＣすなわちＳＯＣｍｉｎと、最大許可閾値ＳＯＣｍａｘとの間に含まれるバッテリの使用範囲の内部に含まれる。

この例において、第１の係数Ｃｏｅｆ１は、ＳＯＣ＜ＳＯＣ１ｍｉｎ（図の例においては＜２０％）の場合、０に等しい。

これは、ＳＯＣ１ｍｉｎとＳＯＣ１ｍａｘの間では、＞０又は＝１であり、ＳＯＣ＞ＳＯＣ１ｍａｘの場合は＝１である。

第２の係数Ｃｏｅｆ２は、ＳＯＣ＜ＳＯＣ２ｍｉｎ（図の例においては＜４５％）の場合、０に等しい。

これは、ＳＯＣ２ｍｉｎとＳＯＣ２ｍａｘの間では、＞又は＝１であり、ＳＯＣ＞ＳＯＣ２ｍａｘの場合は＝１である。

回生ブレーキは、ＳＯＣが０とＳＯＣｍａｘの間に含まれる場合に許可される。それ以上では、禁止される。

充電係数Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２の変化は、必ずしも線形でなく、特に運転の楽しみに合わせた調整に依存する。

この方法の反復ごとに利用可能なバッテリ出力Ｐｂａｔは、得られた係数を、公称バッテリ出力に乗じて計算される。すなわちＰｂａｔ＝Ｃｏｅｆ１^＊ｂａｔ又はＰｂａｔ＝Ｃｏｅｆ２^＊ｂａｔである。

この戦略により、時間及び車両の使用タイプに応じたＳＯＣの変化を制御することが可能になる。

図２のグラフにより、車両の使用に応じたＳＯＣの可能な経時変化を示すことが可能になる。

このグラフに見られる閾値の値は、理解を助けるために例として示したものにすぎない。これらの値は、充電及び放電サイクルを行うバッテリの能力（「サイクル反復」能力）、運転の楽しみ、及びパワートレインの様々な機構の性能に応じた戦略を調整する際に定義される。

例として、ＳＯＣの３つの変動範囲を定義した。
− 山岳路（強度の下り坂）での運転に対する変動範囲：山岳という用語は、単に僅かな高度変動又は強度の上り坂／下り坂にも適用される（ＳＯＣｍａｘ＝９０％とＳＯＣ２ｍｉｎ＝５５％の間の可変範囲）。
− いわゆる「通常」使用での変動範囲；通常使用では、ＳＯＣの変動範囲は、僅かであり（例えば４５％〜５５％の間の１０％）、この場合は、バッテリの寿命を最大にすることが可能になる。
− 「スポーツ」使用又は山岳（上り坂）での変動範囲；山岳又はスポーツでのようなより例外的な使用の場合、使用範囲は、要求される性能（ｐｒｅｓｔａｔｉｏｎ）を満たすために、増大される（ＳＯＣ２ｍｉｎ＝４５％とＳＯＣ１ｍｉｎ＝２０％の間に）。

さらに、それぞれＳＯＣ＜２０％及びＳＯＣ＞９０％の場合の２つの禁止ゾーンを定義した。

本発明による方法によって操作されるパワートレインの様々な動作モードを要約して示す、次の表を作成することができる。

この表で、いずれも本発明による操作戦略における入力パラメータである、バッテリのＳＯＣレベル、運転者によって要求される車輪への駆動出力Ｐｒｏｕｅ、及び運転者によって要求される車輪へのブレーキ出力Ｐｆｒｅｉｎに応じて、許される様々な駆動モード（本発明による操作戦略の出力パラメータと見なされる）を区別することができる。

可能な様々な駆動モードは、以下の通りである。
− 電気（純粋）、
− 熱（純粋）、
− 熱＋電気（ブースト機能、Ｐｂａｔ＝Ｃｏｅｆ１^＊ｂａｔ＞０）、
− 熱＋バッテリ再充電（ＳＯＣ＜ＳＯＣ２ｍｉｎかつＰｒｏｕｅ＞０）、
− 停止時のバッテリ再充電、及び、
− 回生ブレーキ使用の許可又は禁止。

熱機関によるバッテリの再充電は、車輪への駆動出力Ｐｒｏｕｅ＝０の場合でも、すなわちバッテリの使用範囲がＳＯＣ１ｍｉｎ未満の場合にも許可されることに留意されたい。

これらの様々な駆動モードを管理するために、本発明による方法は、再充電必要状態の標識（又は状態変数）Ｐｍｉｎを使用する。この標識は、再充電が必要でないときは０の値、再充電が必要な場合にはエンジンに要求される最小出力レベルに等しい値Ｐｍｔｈｍｉｎを取る。

入力パラメータの動的挙動において、ＳＯＣの変動が、運転者によって要求される車輪への駆動出力Ｐｒｏｕｅの変動に比べて緩慢な現象であることが観察できた。したがって、純粋な電気駆動モードと、バッテリの再充電を伴う熱駆動モードとの間の振動を回避するために、この出力Ｐｒｏｕｅのフィルタリングが必要である。

反対に、運転者が一定した出力を要求するときに、別の振動モードが生じることがある。実際、純粋な電気駆動モードは、当然のことながらバッテリを放電させるが、望まない振動が、電気駆動モードをバッテリの再充電を伴う熱駆動モードへと、予想よりも早く変化させ、そのためシステムが改めて電気駆動モードに再度傾き、したがって（熱機関の停止と始動の繰り返しにより）牽引駆動モード中に望まない振動が引き起こされることがある。

この振動の問題を緩和するために、本発明による方法はまた、純粋な電気駆動モードと、バッテリの再充電を伴う熱駆動モードとの間の、及び停止時におけるバッテリ再充電の際の振動を回避することを可能にする、目標ＳＯＣからの数％のシフトを提供する。これにより、有利なことに、振動を抑制することを可能にするヒステリシスを生み出すことが可能になる。

次に図３〜図６を参照して、本発明による方法の展開について以下に説明する。

図３は、本発明による操作方法の主たるステップの概略図を示す。
− 運転者の意向、バッテリの充電状態、及びブレーキ管理を獲得する、ステップ１、
− バッテリの充電状態（ＳＯＣ）を管理するステップ２、及び
− 駆動モードを選択するステップ３．

図４は、本発明による方法の第１のステップ１をより詳細に示す。

この第１のステップ１において、本方法は、所定の瞬間Ｔにおけるバッテリの充電状態ＳＯＣの獲得、並びに運転者によって要求される車輪へのブレーキ出力Ｐｆｒｅｉｎの獲得を行う。

いかなるブレーキ要求も検出されず、Ｐｆｒｅｉｎ＝０で、例えばブレーキペダルに対する作用が検出されない場合、本方法は、例えば、車輪への出力Ｐｒｏｕｅを決定するためにアクセルペダルの位置（ペダル位置の像とも呼ばれる）を検出することにより、運転者によって要求される加速の意向の獲得を行う。バッテリのＳＯＣ状態を管理するステップ２の入力パラメータとして役立つのは、この像である。

要求される車輪への出力Ｐｒｏｕｅが、次いで、運転者がブレーキにもアクセルにも触れない場合に、要求される車輪への最小出力に相当する、いわゆる「傾斜」出力Ｐｒａｍｐと比較される。かかる傾斜機能は、制御される摩擦クラッチディスクが、ブレーキペダル又はアクセルペダルに対する運転者からのいかなる作用がなくても接触した状態に保たれる、手動操作ギヤボックスＢＶＰＭにおいて特に知られている。このクラッチの動作状態を定義するために、「レシャージュ（舐める：ｌｅｃｈａｇｅ）」という用語も使用される。流体継手が、アクセルに対する作用なしに車輪へトルクを加え続ける、自動ギヤボックス（ＢＶＡ）を有するパワートレインにおいても、同じ現象が存在する。

要求される車輪への出力Ｐｒｏｕｅ＜Ｐｒａｍｐの場合、要求される車輪への出力は、傾斜出力Ｐｒａｍｐに同調され、ＳＯＣの管理ステップ２にこのＰｒｏｕｅ＝Ｐｒａｍｐの値が伝達される。そうでない場合は、ＳＯＣの管理ステップ２に現在のＰｒｏｕｅの値が伝達される。

ブレーキ要求が検出され、Ｐｆｒｅｉｎ＞０で、例えばブレーキペダルに対する作用が検出される場合、本方法は、以前に獲得されたＳＯＣが、所定のＳＯＣｍａｘよりも大きいか、すなわちＳＯＣ＞ＳＯＸｍａｘかどうか確認する。
Ｙｅｓであり、ＳＯＣ＞ＳＯＣｍａｘの場合、本方法は、純粋に非回生式のブレーキを制御し、かつ電気機械の出力設定ｃｓＭＥＬ、熱機関の出力設定ｃｓＰｍｔｈ、及びバッテリの出力設定ｃｓＰｂａｔを０に定め、次いで車両速度Ｖｖｅｈが、所定の閾値Ｖｍｉｎ（例えば５ｋｍ／ｈ）より大きいか、それとも小さいかを確認する。Ｖｍｉｎは、ＳＯＣが所定のＳＯＣよりも小さい場合に本方法がバッテリの再充電を許可する、最小速度閾値に相当する。
Ｖｖｅｈ＞Ｖｍｉｎの場合、本方法は、所定の新しい瞬間Ｔに、Ｐｆｒｅｉｎ及びＳＯＣの獲得を反復する。
Ｖｖｅｈ＜Ｖｍｉｎで、かつブレーキ出力が要求される場合、車輪への出力は、ゼロで課され、ＳＯＣの管理ステップ２にこのＰｒｏｕｅ＝０の値が伝達される。
Ｎｏであり、ＳＯＣ＜又は＝ＳＯＣｍａｘの場合、本方法は、必要なら非回生ブレーキを付け加えることにより、電気機械ＭＥＬによって送達可能な出力までを限度に、電気ブレーキを制御する。本方法は、同時に熱機関の出力設定ｃｓＰｍｏｔｈを０に定め、かつ電気機械の出力設定ｃｓＭＥＬ、及びバッテリの出力設定ｃｓＰｂａｔを、要求されるブレーキ出力Ｐｆｒｅｉｎの数分の一に定め、次いで車両速度Ｖｖｅｈが、所定の閾値Ｖｍｉｎ（例えば５ｋｍ／ｈ）より大きいか、それとも小さいかを確認する。Ｖｍｉｎは、ＳＯＣが所定のＳＯＣよりも小さい場合に本方法がバッテリの再充電を許可する、最小速度閾値に相当する。
Ｖｖｅｈ＞Ｖｍｉｎの場合、本方法は、所定の新しい瞬間Ｔに、Ｐｆｒｅｉｎ及びＳＯＣの獲得を反復する。
Ｖｖｅｈ＜Ｖｍｉｎで、かつブレーキ出力が要求される場合、車輪への出力は、ゼロで課され、ＳＯＣの管理ステップ２にこのＰｒｏｕｅ＝０の値が伝達される。

図５は、本発明による方法の第２のステップ２をより詳細に示す。

この第２のステップ２において、本方法は、獲得ステップ１において確立されたパラメータの値に応じてバッテリの充電状態ＳＯＣの管理を行う。

システムの入力パラメータは、アクセル位置の像Ｐｒｏｕｅであり、状態変数の値Ｐｍｉｎを決定するのは、ＳＯＣのレベルである。この状態変数の値は、０（バッテリ再充電の必要なし）又はＰｍｔｈｍｉｎ（熱機関によるバッテリの再充電が必要な場合に熱機関に要求される最小出力レベル）の２つの値を取ることができる。

したがって、Ｐｍｉｎ＝０（再充電の必要なし）の場合は、閾値のシフトはなく、閾値は、以下のように初期化される。
ＳＯＣ２ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ２ｍｉｎ
ＳＯＣ２ｂｍａｘ＝ＳＯＣ２ｍａｘ
ＳＯＣ１ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ１ｍｉｎ
ＳＯＣ１ｂｍａｘ＝ＳＯＣ１ｍａｘ

次に本方法は、充電係数Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２を計算する。

Ｐｍｉｎが０と異なる（したがってＰｍｔｈｍｉｎに等しい）場合、本方法は、公称閾値ＳＯＣ１ｍｉｎ、ＳＯＣ１ｍａｘ、ＳＯＣ２ｍｉｎ、及びＳＯＣ２ｍａｘに、ＳＯＣの数％に対応するシフトＤＳＯＣを加えてＳＯＣの閾値を定める。
ＳＯＣ２ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ２ｍｉｎ＋ＤＳＯＣ
ＳＯＣ２ｂｍａｘ＝ＳＯＣ２ｍａｘ＋ＤＳＯＣ
ＳＯＣ１ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ１ｍｉｎ＋ＤＳＯＣ
ＳＯＣ１ｂｍａｘ＝ＳＯＣ１ｍａｘ＋ＤＳＯＣ
次に本方法は、これらの新たな閾値に対応する充電係数Ｃｏｅｆ１及びＣｏｅｆ２を計算する。

続いて本方法は、ＳＯＣが、第１の充電係数Ｃｏｅｆ１の最小閾値にシフトＳＯＣ１ｂｍｉｎを加えたものよりも小さいか（ＳＯＣ＜ＳＯＣ１ｂｍｉｎ）どうか判定し、
ＳＯＣ＜ＳＯＣ１ｂｍｉｎであると確認された場合、Ｐｒｏｕｅ＝０及びＶｖｅｈ＜Ｖｍｉｎであるかどうか判定し、
Ｐｒｏｕｅ＝０及びＶｖｅｈ＜Ｖｍｉｎであると確認された場合は、バッテリの再充電を課し、Ｐｍｉｎの値をＰｍｔｈｍｉｎに定め、熱機関の出力設定ｃｓＰｍｔｈをＰｍｉｎの値に定め、電気機械の出力設定ｃｓＰＭＥＬ及びバッテリの出力設定ｃｓＰｂａｔを−Ｐｍｉｎに定める。第１の獲得ステップ１によって考慮されるのは、これらの値を有するこれらの変数である。
Ｐｒｏｕｅ＝０及びＶｖｅｈ＜Ｖｍｉｎであると確認されなかった場合、Ｐｍｉｎは、Ｐｍｔｈｍｉｎの値を取る。この値が、次に駆動モードを選択するステップ３によって考慮される。
ＳＯＣ＜ＳＯＣ１ｂｍｉｎであると確認されなかった場合、ＳＯＣ＜ＳＯＣ２ｂｍｉｎであるかどうか判定し、
ＳＯＣ＜ＳＯＣ２ｂｍｉｎであると確認された場合、Ｐｒｏｕｅ＞０であるかどうか判定し、
Ｐｒｏｕｅ＞０であると確認された場合、Ｐｍｉｎは、Ｐｍｔｈｍｉｎの値を取る。この値が、次に駆動モードを選択するステップ３によって考慮される。
Ｐｒｏｕｅが確認されなかった場合、Ｐｍｉｎは、０の値を取る。この値が、次に駆動モードを選択するステップ３によって考慮される。
ＳＯＣ＜ＳＯＣ２ｂｍｉｎであると確認されなかった場合、Ｐｍｉｎは、０の値を取る。この値が、次に駆動モードを選択するステップ３によって考慮される。

図６は、本発明による方法の第３のステップ３をより詳細に示す。

この第３のステップにおいて、本方法は、状況に最も適した駆動モードを選択する。

このステップにおいて、本方法は、Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｍｔｈｍａｘ（Ｐｍｔｈｍａｘは、熱機関による利用可能な最大出力に相当する）であるかどうか判定する。

Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｍｔｈｍａｘであると確認された場合、熱及び電気駆動モードが選択される。利用可能なバッテリ出力に対応する、変数Ｐｂａｔの値が、バッテリの（公称）最大出力ｂａｔと、第１の充電状態係数Ｃｏｅｆ１の積を求めることによって得られる。熱機関の出力設定ｃｓＰｍｔｈが、Ｐｍｔｈｍａｘに定められ、バッテリの出力設定ｃｓＰｂａｔが、ｃｓＰｍｔｈ−Ｐｒｏｕｅに定められ、
Ｐｂａｔ＞ｃｓＰｂａｔであると確認された場合、本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１が再初期化される。
Ｐｂａｔ＞ｃｓＰｂａｔであると確認されなかった場合は、ＣｓＰｂａｔ＝Ｐｂａｔであり、本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１の変数が再初期化される。
Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｍｔｈｍａｘであると確認されなかった場合、Ｐｂａｔが、バッテリの（公称）最大出力ｂａｔと、第２の充電状態係数Ｃｏｅｆ２の積を求めることによって得られ、
Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｂａｔであると確認された場合、
Ｐｍｉｎ＝０であると確認された場合は、ｃｓＰｍｔｈ＝Ｐｒｏｕｅ、かつｃｓＰＭＥＬ＝ｃｓＰｂａｔ＝０と定め、熱駆動モードが選択される。本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１が再初期化される。
Ｐｍｉｎ＝０であると確認されなかった場合は、
Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｍｉｎであると確認された場合、ｃｓＰｍｔｈ＝Ｐｒｏｕｅ、かつｃｓＰＭＥＬ＝ｃｓＰｂａｔ＝０と定め、熱駆動モードが選択される。本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１が再初期化される。
Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｍｉｎであると確認されなかった場合、ｃｓＰｍｔｈ＝Ｐｍｉｎと定め、バッテリの再充電を課し、かつｃｓＰｂａｔ＝（Ｐｍｉｎ−Ｐｒｏｕｅ）と定め、熱駆動モードが選択される。本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１が再初期化される。
Ｐｒｏｕｅ＞Ｐｂａｔであると確認されなかった場合、ｃｓＰｂａｔ＝Ｐｒｏｕｅ、ｃｓＭＥＬ＝Ｐｒｏｕｅ及びｃｓＰｍｔｈ＝０と定め、電気駆動モードが選択される。本方法は、選択された駆動モード、及び設定ｃｓＰｍｔｈ、ｃｓＰｍｅｌ、ｃｓＰｂａｔを介して要求された出力をパワートレインの諸機構に供給する。
これらの情報で、獲得ステップ１が再初期化される。

上記の説明の裏付けとして役立つ例においては、独立した４つのＳＯＣ閾値ＳＯＣ１ｍｉｎ、ＳＯＣ１ｍａｘ、ＳＯＣ２ｍｉｎ及びＳＯＣ２ｍａｘを有する２つの充電係数を考察した。

本発明の枠から逸脱せずに、相互に依存し、かつその１つに対する作用が、他の３つの制御された変化を引き起こす、４つのＳＯＣ閾値を有することを完全に企図することができる。この依存関係は、特に、ＧＰＳ型又はその他の衛星ナビゲーションシステムと結合する場合にエネルギー管理を高度変動と結び付けるのに完全に有利である。

例として、例えば偏差を加えることによりＳＯＣ２ｍｉｎを定めることができる：ＳＯＣ２ｍａｘ＝ＳＯＣ１ｍｉｎ＋１０、ＳＯＣ１ｍｉｎ＝ＳＯＣ２ｍｉｎ−２５、ＳＯＣ１ｍａｘ＝ＳＯＣ２ｍｉｎ−１５。

最後に、本発明による操作方法は、パワートレインの特定のアーキテクチャと関係しないことを想起されたい。

このことは、もちろん、本発明による方法と考察するパワートレインとの間の適合装置又はインタフェースを前提とする。

このインタフェースは、パワートレインを構成する１つ又は複数の機構の性能も、利用可能性（運転状態）も気にせずに、バッテリの充電状態のみに基づいて最適な操作戦略を提供する、本発明の操作方法によって提唱される操作を受け入れる、又は受け入れないことができるものでなければならない。

説明及び図面中で使用される変数及びパラメータ用語集：
変数：
ｂａｔ＝バッテリの最大出力
ＳＯＣ＝バッテリの充電状態（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）
ＳＯＣｍｉｎ＝最小許可ＳＯＣ
ＳＯＣｍａｘ＝最大許可ＳＯＣ
Ｃｏｅｆ１＝０〜１の間の係数は、要求される車輪への出力Ｐｒｏｕｅが単独の熱機関の最大出力Ｐｍｔｈｍａｘよりも大きい、寿命の状況における充電状態に依存する。
ＳＯＣ１ｍｉｎ＝ＳＯＣのとき、Ｃｏｅｆ１＝０が課される
ＳＯＣ１ｍａｘ＝ＳＯＣのとき、Ｃｏｅｆ１＝１が課される
Ｃｏｅｆ２＝＝０〜１の間の係数は、要求される車輪への出力が単独の熱機関の最大出力よりも小さい、寿命の状況における充電状態に依存する。
ＳＯＣ２ｍｉｎ＝ＳＯＣのとき、Ｃｏｅｆ１＝０が課される
ＳＯＣ２ｍａｘ＝ＳＯＣのとき、Ｃｏｅｆ１＝１が課される
ＤＳＯＣ＝純粋な電気駆動モードと熱駆動＋再充電モードとの間の、及び停止時におけるバッテリ再充電の際の振動を回避することを可能にする、目標ＳＯＣからの数％のシフト
Ｐｍｉｎ＝０のときはＳＯＣ１ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ１ｍｉｎ、Ｐｍｉｎ＝ＰｍｔｈｍｉｎのときはＳＯＣ１ｍａｘ＋ＤＳＯＣ
Ｐｍｉｎ＝０のときはＳＯＣ１ｂｍａｘ＝ＳＯＣ１ｍａｘ、Ｐｍｉｎ＝ＰｍｔｈｍｉｎのときはＳＯＣ１ｍａｘ＋ＤＳＯＣ
Ｐｍｉｎ＝０のときはＳＯＣ２ｂｍｉｎ＝ＳＯＣ２ｍｉｎ、Ｐｍｉｎ＝ＰｍｔｈｍｉｎのときはＳＯＣ２ｍｉｎ＋ＤＳＯＣ
Ｐｍｉｎ＝０のときはＳＯＣ２ｂｍａｘ＝ＳＯＣ２ｍａｘ、Ｐｍｉｎ＝ＰｍｔｈｍｉｎのときはＳＯＣ２ｍａｘ＋ＤＳＯＣ
Ｐｂａｔ＝各計算段階で利用可能なバッテリ出力。ｂａｔにＣｏｅｆ１又はＣｏｅｆ２を乗じて得られる。
Ｐｒｏｕｅ＝運転者によって要求される車輪への出力（ペダル位置の像）
Ｐｆｒｅｉｎ＝ブレーキペダルに対する作用によって要求されるブレーキ出力
Ｐｍｉｎ＝０又はＰｍｔｈｍｉｎに等しい状態変数（再充電必要状態の標識）
Ｐｍｔｈｍｉｎ＝エンジンによる再充電が必要な場合にエンジンに要求される最小出力レベル
Ｐｍｔｈｍａｘ＝熱機関の最大出力
ｃｓＭＥＬ＝電気機械ＭＥＬの出力設定
ｃｓＰＭｔｈ＝熱機関の出力設定
ｃｓＰｂａｔ＝バッテリの出力設定
Ｖｍｉｎ＝ＳＯＣがＳＯＣ１ｍｉｎより小さい場合にバッテリの再充電を許可する閾値に対応する最小速度
Ｐｒａｍｐ＝運転者がブレーキにもアクセルにも触れない場合に要求される車輪への最小出力に対応する傾斜出力

操作戦略の入力パラメータ：
バッテリのＳＯＣレベル
運転者によって要求される車輪への駆動出力Ｐｒｏｕｅ
運転者によって要求される車輪へのブレーキ出力Ｐｆｒｅｉｎ

出力パラメータ：
駆動モードの選択：
純粋な電気
純粋な熱
熱＋電気（ブースト機能）（正のＰｂａｔ）
熱＋バッテリ再充電（負のＰｂａｔ）
車両停止時のバッテリ再充電
回生ブレーキ使用の許可又は禁止

調節パラメータ：
バッテリＳＯＣの極値レベル：最小及び最大ＳＯＣ（ＳＯＣｍｉｎｉ及びｍａｘｉ）
通常又はブースト動作におけるＳＯＣレベル：ＳＯＣ１ｍｉｎ、ＳＯＣ１ｍａｘ、ＳＯＣ２ｍｉｎ、ＳＯＣ２ｍａｘ
駆動モード間での振動のリスクを調節することを可能にするＤＳＯＣの値
Ｐｍｔｈｍｉｎ＝熱機関による再充電が必要な場合にエンジンに要求される最小出力レベル

Claims

熱機関と、電動機又は発電機で動作でき、熱及び／又は電気駆動モードを可能にする少なくとも１つの電気駆動機械と、回生及び／又は非回生ブレーキを実現できるブレーキシステムと、所定の公称電力（ｂａｔ）を有するバッテリとを含む、様々な機構を備えるタイプの車両、特に自動車両のハイブリッドパワートレインの操作方法であって、
対応する車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）を決定するために運転者の加速の意向を獲得し、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）のレベルを獲得し、かつ電気ブレーキ又は非回生ブレーキを適用することが適切かどうかを判定することを可能にする、運転者によって要求される車両へのブレーキ出力（Ｐｆｒｅｉｎ）を獲得する第１のステップ（１）と、
バッテリの再充電必要状態（Ｐｍｉｎ）の標識に応じて、前記要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、熱機関出力部で利用可能な最大出力（Ｐｍｔｈｍａｘ）よりも大きいときは、最小許可閾値（ＳＯＣｍｉｎ）よりも大きい、バッテリの充電状態の第１の所定の最小閾値（ＳＯＣ１ｍｉｎ）と、最大許可閾値（ＳＯＣｍａｘ）よりも小さい、第１の所定の最大閾値（ＳＯＣ１ｍａｘ）との間で、第１の予め確立された法則に従って値が０〜１の間で変化する、バッテリの第１の充電係数（Ｃｏｅｆ１）を、前記バッテリの公称出力（ｂａｔ）に乗じて、利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）を計算し、
前記要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記熱機関出力部で利用可能な最大出力（Ｐｍｔｈｍａｘ）よりも小さいときは、前記最小許可閾値（ＳＯＣｍｉｎ）よりも大きい、バッテリの充電状態の第２の所定の最小閾値（ＳＯＣ２ｍｉｎ）と、前記最大許可閾値（ＳＯＣｍａｘ）よりも小さい、第２の所定の最大閾値（ＳＯＣ２ｍａｘ）との間で、第２の予め確立された法則に従って値が０〜１の間で変化する、バッテリの第２の充電係数（Ｃｏｅｆ２）を、前記バッテリの公称出力（ｂａｔ）に乗じて、利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）を計算する、前記充電状態（ＳＯＣ）を管理する第２のステップ（２）と、
前記利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）と、前記運転者によって要求される車輪への駆動出力（Ｐｒｏｕｅ）と、前記熱機関出力部で利用可能な最大出力（Ｐｍｔｈｍａｘ）とに応じて、前記車両の寿命状況に最も適合した駆動モードを決定する、駆動モードを選択する第３のステップ（３）とを含むことを特徴とする方法。
前記駆動モードの選択ステップ（３）は、前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）よりも小さく、かつ前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が、前記第２の所定の最小閾値（ＳＯＣ２ｍｉｎ）よりも大きいときに、純粋な電気駆動モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記駆動モードの選択ステップ（３）は、前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）よりも大きく、かつ前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が、前記第２の所定の最小閾値（ＳＯＣ２ｍｉｎ）よりも小さく、かつ前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、熱機関による利用可能な出力（Ｐｍｔｈｍｉｎ）よりも小さいときに、前記バッテリの再充電を伴う熱駆動モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記駆動モードの選択ステップ（３）は、前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記利用可能なバッテリ出力（Ｐｂａｔ）よりも大きく、かつ前記バッテリの充電状態が、前記第２の所定の最小閾値（ＳＯＣ２ｍｉｎ）よりも大きいときに、前記バッテリの再充電なしで熱駆動モードのみを選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記駆動モードの選択ステップ（３）は、前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記熱機関出力部で利用可能な最大出力（Ｐｍｔｈｍａｘ）よりも大きく、かつ前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が、前記第１の所定の最小閾値（ＳＯＣ１ｍｉｎ）よりも小さいときに、前記バッテリの再充電なしで前記熱駆動モードのみを選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記駆動モードの選択ステップ（３）は、前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）が、前記熱機関出力部で利用可能な最大出力（Ｐｍｔｈｍａｘ）よりも大きく、かつ前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が、前記第１の所定の最小閾値（ＳＯＣ１ｍｉｎ）よりも大きいときに、前記バッテリの再充電なしで熱及び電気駆動モードのみを選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記電気ブレーキが使用され、かつ前記電気機械による利用可能な最大出力に達するとき、必要な場合に前記非回生ブレーキを付け加えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記電気ブレーキは、前記バッテリの充電（ＳＯＣ）レベルが、前記最大許可閾値（ＳＯＣｍａｘ）よりも大きいときに禁止されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
運転者が、ブレーキもアクセルも作動させないとき、前記パワートレインによって発生される傾斜出力（Ｐｒａｍｐ）を制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記管理ステップ（２）は、前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が前記第１の所定の最小閾値（ＳＯＣ１ｍｉｎ）よりも小さく、かつ前記運転者によって要求される車輪への出力（Ｐｒｏｕｅ）がゼロのときに、前記バッテリの再充電を強制的に開始させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
純粋な電気駆動モードと熱駆動モードとの間のあらゆる振動を回避するために、前記バッテリの再充電必要状態（Ｐｍｉｎ）の標識が、前記熱機関による前記バッテリの再充電が必要な場合に前記熱機関に要求される最小出力（Ｐｍｔｈｍｉｎ）レベルに等しいときに、前記バッテリの充電状態の前記第１の所定の最小閾値及び前記第１の所定の最大閾値（ＳＯＣ１ｍｉｎ、ＳＯＣ１ｍａｘ）並びに前記第２の所定の最小閾値及び前記第２の所定の最大閾値（ＳＯＣ２ｍｉｎ、ＳＯＣ２ｍａｘ）に所定の値（ＤＳＯＣ）を加えることにあることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。