特許 7465212 自動車両の車輪における最低トルクを計算するシステム、およびそのような計算システムを用いてアクセルから足を離す瞬間を決定するシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】自動車両の車輪における最低トルクを計算するシステム、およびそのような計算システムを用いてアクセルから足を離す瞬間を決定するシステム

(51)【国際特許分類】

   B60W 40/00 20060101AFI20240403BHJP

   F16H 61/02 20060101ALI20240403BHJP

   F16H 61/68 20060101ALI20240403BHJP

   F16H 59/66 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

B60W40/00

F16H61/02

F16H61/68

F16H59/66

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020533270

(86)(22)【出願日】2018-12-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-25

(86)【国際出願番号】 EP2018085061

(87)【国際公開番号】W WO2019121422

(87)【国際公開日】2019-06-27

【審査請求日】2021-11-15

(31)【優先権主張番号】1762845

(32)【優先日】2017-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ディアス－パンサ， ロドリゴ

【審査官】平井 功

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５５７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０２５２９９９３（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｆ１６Ｈ ５９／００－６１／１２

Ｆ１６Ｈ ６１／１６－６１／２４

Ｆ１６Ｈ ６１／６６－６１／７０

Ｆ１６Ｈ ６３／４０－６３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車両の車輪における最小トルクを計算するシステムであって、
前記自動車両は、少なくとも１つのエンジン温度センサ（１２ａ）、少なくとも１つのギアボックス油温センサ（１２ｂ）、少なくとも１つのオルタネータ電力センサ（１１ａ）、少なくとも１つの空調システム電力センサ（１１ｂ）、少なくとも１つの運転支援コンピュータ（１４）を備え、前記システムは、
前記運転支援コンピュータ（１４）から来る、前記自動車両が走行している勾配と前記自動車両の速度との関数として、係合ギアを決定する手段（２）、
前記係合ギアの関数として、ドライブトレインの入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を決定する手段（３）、
前記自動車両の速度の関数として、前記出力軸の回転速度を計算する手段（４）、
前記比および前記出力軸の回転速度の関数として、前記入力軸の回転速度を計算する手段（５）、
オルタネータの電力、空調コンプレッサの電力、エンジンの温度、ギアボックスの油温、前記係合ギア、および前記入力軸の回転速度の関数として、エンジンの抵抗トルクおよびギアボックスの抗力を計算する手段（６）、ならびに
前記エンジンの抵抗トルク、前記ギアボックスの抗力、およびセーリングモード中の関数として、最小トルクを計算する手段（７）
を備えることを特徴とする、システム。

【請求項2】

請求項１に記載の車輪における最小トルクを計算するシステム（１）を備える自動車両におけるアクセルから足が離れた瞬間の決定システムであって、
前記自動車両は、少なくとも１つのエンジン温度センサ（１２ａ）、少なくとも１つのギアボックス油温センサ（１２ｂ）、少なくとも１つのオルタネータ電力センサ（１１ａ）、少なくとも１つの空調システム電力センサ（１１ｂ）、ナビゲーションシステム（１３）、およびアクセルペダルセンサ（１６）も備え、
前記決定システムは、
前記ナビゲーションシステムからのデータの関数として、前記自動車両が走行する経路上のイベントの発生を決定するように構成された計算手段、
前記イベントまでの距離と前記イベントまでの高度差を決定するように構成された計算手段、
前記イベントに遭遇するときに必要となる速度を決定するように構成された計算手段、ならびに
前記最小トルクの値、および前記イベントまでの距離と前記イベントまでの高度差の関数として、アクセルから足が離れた瞬間を決定するように構成された計算手段
を備え、
前記車輪における最小トルクを計算する前記システム（１）は、前記イベントの際の前記速度および前記勾配、前記エンジンの温度、前記ギアボックスの油温、前記オルタネータの電力、前記空調コンプレッサの電力、アクセルペダル踏込み状態の関数として、前記車輪における最小トルクを決定するように構成されている、決定システム。

【請求項3】

前記イベントまでの距離および前記イベントまでの高度差を決定するように構成された前記計算手段は、前記勾配に関連付けられた前記自動車両の速度ベクトルを決定するように構成されており、
前記最小トルクを計算する前記システム（１）は次に、前記車輪における最小トルクのベクトルを決定することができ、各値は、前記自動車両の速度ベクトルの値および前記勾配の値に関連付けられる、請求項２に記載の決定システム。

【請求項4】

前記最小トルクを計算する前記システム（１）は、前記エンジンの温度、前記ギアボックスの油温、前記オルタネータの電力、前記空調コンプレッサの電力、および前記アクセルペダル踏込み状態のうちの少なくとも１つの関数として更新される、最小トルクのベクトルを定期的に決定するように構成されている、請求項３に記載の決定システム。

【請求項5】

前記アクセルから足が離れた瞬間を決定するように構成された前記計算手段は、前記車輪における最小トルクのベクトルを補間することによって、前記車輪における最小トルクを決定するようにも構成されている、請求項３または４に記載の決定システム。

【請求項6】

前記自動車両は前記自動車両のマンマシンインターフェース（１５）を含み、前記アクセルから足が離れた瞬間を決定するように構成された前記計算手段は、前記マンマシンインターフェース（１５）に足離れインジケータを表示しなければならないかどうかを決定するように構成されている、請求項３または４に記載の決定システム。

【請求項7】

前記計算手段は、前記アクセルから足が離れたと決定する瞬間の関数として、前記マンマシンインターフェース（１５）に足離れインジケータを表示しなければならないかどうかを示すブール値を、決定するように構成されており、
前記ブール値は、前記最小トルク、前記イベントまでの距離および接近速度の関数として決定される、請求項６に記載の決定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の技術分野は、自動車両のパワートレインの制御であり、より詳細には、そのような自動車両の車輪におけるトルクの制御である。

【背景技術】

【0002】

ナビゲーションシステムから得た車両の現在状態と走行についての情報から、目標位置に目標速度で到達するために足を離す際の車両の減速度を予測する、という課題が存在する。

【0003】

この課題を解決するには、アクセルペダルから足を離す際の自動車両のパワートレインによる車輪の最小トルクの予測決定が必要となる。

【0004】

従来技術として米国特許第８８５５８４４号および米国特許第８６０６４５９号が知られている。しかしながら、これら文献は当該技術的課題を解決していない。

【発明の概要】

【0005】

本発明の主題は、自動車両の車輪における最小トルクを計算するシステムであり、該車両は、少なくとも１つのエンジン温度センサ、少なくとも１つのギアボックス油温センサ、少なくとも１つのオルタネータ電力センサ、少なくとも１つの空調システム電力センサ、および少なくとも１つの運転支援コンピュータを備える。

【0006】

計算システムは、以下を含む。
運転支援コンピュータから来る、車両が走行している勾配と車両速度との関数として、係合ギアを決定する手段
係合ギアの関数として、ドライブトレインの入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を決定する手段
車両の速度の関数として、出力軸の回転速度を計算する手段
該比と出力軸の回転速度との関数として、入力軸の回転速度を計算する手段
オルタネータの電力、空調コンプレッサの電力、エンジン温度、ギアボックス油温、係合ギア、および入力軸の回転速度の関数として、エンジンの抵抗トルクおよびギアボックスの抗力を計算する手段、ならびに
エンジンの抵抗トルク、ギアボックスの抗力、およびセーリングモードの状態の関数として、最小トルクを計算する手段。

【0007】

本発明の別の主題は、車輪における最小トルクを計算する上述のシステムを備えた自動車両においてアクセルから足を離す瞬間を決定するシステムである。
車両は、少なくとも１つのエンジン温度センサ、少なくとも１つのギアボックス油温センサ、少なくとも１つのオルタネータ電力センサ、少なくとも１つの空調システム電力センサ、ナビゲーションシステム、およびアクセルペダルセンサも備えており、
該決定システムは、
ナビゲーションシステムからのデータの関数として、車両が走行する経路上のイベントの発生を決定するように構成された計算手段、
イベントとイベントの上流の勾配とからの距離を決定するように構成された計算手段、
イベントに遭遇するときに必要となる速度を決定するように構成された計算手段、ならびに
最小トルク値、およびイベントとイベントの上流の勾配とからの距離の関数として、アクセルから足を離す瞬間を決定するように構成された計算手段、を備え、
車輪における最小トルクを計算する該システムは、イベント時の速度および勾配、エンジン温度およびギアボックスの油温、オルタネータの電力、空調コンプレッサの電力、およびアクセルペダル踏込み状態の関数として、車輪における最小トルクを決定するように構成されている。

【0008】

イベントからの距離およびイベントの上流にある勾配からの距離を決定するように構成された計算手段は、勾配ベクトルに関連付けられた車両の速度ベクトルを決定するようにも構成されており、
最小トルクを計算するシステムは、車輪における最小トルクのベクトルを決定することができる。最小トルクのベクトルの各値は、車両の速度ベクトルの値および勾配ベクトルの値に関連付けられる。

【0009】

最小トルクを計算するシステムは、最小トルク値のベクトルを定期的に決定するように構成することができる。最小トルク値のベクトルは、エンジンの温度、ギアボックス油温、オルタネータの電力、空調コンプレッサの電力、およびアクセルペダルの踏込み状態のうちの少なくとも１つの傾向の関数として、更新される。

【0010】

また、アクセルから足を離す瞬間を決定するように構成された計算手段は、車輪における最小トルクのベクトルの値を補間することによって、車輪における最小トルク値を決定するように構成することができる。

【0011】

車両はマンマシンインターフェースを備えることができる。アクセルから足を離す瞬間を決定するように構成された計算手段は、足離れインジケータがマンマシンインターフェース上に表示されなければならないかどうかを示すブール値を、アクセルから足を離す決定された瞬間の関数として、決定するようにも構成される。

【0012】

路上で検出されたイベントに対して最適な減速を生じさせるため、運転者の足が離れる瞬間を最適化することにより、早すぎる足離れに続く加速の再開、または遅すぎる足離れに続くブレーキの激しい使用を回避することが可能になる。

【0013】

利点としては、運転快適性の向上、燃料消費の低減、電気エネルギー回生時間の増加、およびブレーキ使用の低減がある。

【0014】

車輪における抵抗トルクＧＭＰを推定し、この情報を、車両の走行抵抗に関連する情報とともに、ナビゲーションから得られる情報に加えることによって、最適な減速度を決定し、足を離す最適な瞬間を運転者に通告することが可能である。

【0015】

本発明の他の目的、特徴、および利点は、非限定的な例としてのみ示す以下の説明を、添付の図面を参照しつつ読むことにより明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】車輪における最小トルクを計算するシステムの主要素を示す。

【図2】足を離す瞬間を走行イベントの関数として示すことを可能にする、自動車両の運転者への通知システムの主要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

車両の日常的な使用では、ブレーキを踏まずに車両を減速させる（「コースティング（惰性走行）」）段階をよく目にする。運転者は、車両が所与の走行イベント（曲がり、上り、環状交差、料金所等）に到達する瞬間に目標速度に到達するために、ブレーキを使用するよりも柔軟な方法で減速しようとする。このため運転者は、自分の足をアクセルペダルから離す。これは２つの状況につながる可能性がある。

【0018】

第１のケースでは、足離れが、燃費（およびＣＯ_２生成）を低減するためおよびエンジンブレーキを発生させるためにパワートレインへの給油の切断をもたらす。

【0019】

第２の場合には、足を離すことにより、アイドル／ストップとも呼ばれるフリーホイールモード（または「セーリング」モード）に入る。その目的は車両をより安定させ、車両の慣性を最大限に活用し、運転者の再加速を回避することで消費も低減することである。セーリングモードへの移行は、それが装備されている車両においてのみ、かつ作動条件が満たされている場合にのみ行うことができる。

【0020】

車両の前進に抵抗する力（空気力学的、抵抗トルクＧＭＰなど）の推定と組み合わせて、車両の走行中に来る走行イベントを知るために搭載型ナビゲーションシステムからの情報を用いれば、次の走行イベントに目標速度で到達するためにアクセルから足を離す最適な瞬間について、運転者に助言することが可能である。

【0021】

したがって、運転者が足を離すよう助言される瞬間を決定することが必要である。このような助言は車両のマンマシンインターフェース上に、特に表示灯の形で表示することができる。

【0022】

そのためには、車両の瞬間的な位置に対して、および来るイベントの位置に対して、車両の減速度を予測的に計算したうえで、運転者が足を離すように助言される瞬間を決定する必要がある。

【0023】

次に、車両の走行に沿った前進に抵抗する力の傾向、例えば、特に地形の寄与を含む、空気および道路の摩擦が決定される。

【0024】

第１の抵抗力は、パワートレインＧＭＰによる車輪における最小トルクＣ＿ｍｉｎである。この力は第１の程度において、セーリングモードの状態（ｓｔａｔｅ＿ｓａｉｌｉｎｇと表記）、車両の速度Ｖｓ、平均勾配（％ｓｌｏｐｅ）、係合ギア（ｇｅａｒと表記）、および各種アクセサリのエネルギー消費（Ｐａｃｃ）の関数として変化する。
Ｃ_ｍｉｎ→ｆ（ｓｔａｔｅ＿ｓａｉｌｉｎｇ，Ｖｓ，％ｓｌｏｐｅ，ｇｅａｒ，Ｐ_ａｃｃ） （式１）

【0025】

より詳細には、最小トルクＣ＿ｍｉｎは次の５つのトルクの組み合わせである。アクセサリトルク（Ｃ＿ａｃｃ）、エンジントルク（Ｃ＿ｍｏｔ）、クラッチトルク（Ｃ＿ｅｍｂ）、ギアボックストルク（Ｃ＿ｂｖ）、パワードアクスルトルク（Ｃ＿ｐｏｎｔ）。

【0026】

従って、車両の減速を最良に予測し結果として運転者に正しく通告するためには、これらの各トルクを瞬時かつ予測的に決定することが必要である。

【0027】

最小トルクＣｍｉｎの計算は、速度に関する複数の情報に基づいて行われ、車両の速度Ｖｓは速度ベクトルからなる。

【0028】

速度に関するこの情報は例えば、１００ｋｍ、５０ｋｍまたは１０ｋｍなどの速度値を含む。

【0029】

このように、速度が変化するであろう場合には、最小トルク値Ｃｐｒｉｍを予測することができる。

【0030】

平均勾配についても同様である。

【0031】

図１に示す最小トルクＣ＿ｍｉｎを計算するシステム１は、車両が走行している勾配％ｓｌｏｐｅと車両速度Ｖｓとの関数として、係合ギア（ｇｅａｒと表記）を決定する手段２、および、係合ギアｇｅａｒの関数として、ドライブトレインの入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比（ｒａｔｉｏ＿ｐｒｉｍ＿ｓｅｃと表記）を決定する手段３、を備える。

【0032】

最低トルクを計算するシステム１は、車両の速度Ｖｓの関数として出力軸の回転速度Ｎｓｅｃを計算する手段４、および、比ｒａｔｉｏ＿ｐｒｉｍ＿ｓｅｃと出力軸の回転速度Ｎｓｅｃとの関数として入力軸の回転速度Ｎｐｒｉｍを計算する手段５、を更に有する。

【0033】

６で示す計算手段は、オルタネータの電力（Ｐ＿ａｌｔ）、空調コンプレッサの電力（Ｐ＿ａｃ）、エンジンの温度（ＴＣＯ）、ギアボックス油温（ＴＧＢ）、係合ギア（ｇｅａｒ）、および、例えばシステムから得られた回転速Ｎｓｅｃおよびギアボックスのギア減速比から得られる入力軸の回転速度Ｎｐｒｉｍの関数として、エンジンの抵抗トルクＣ＿ｍｏｔ、およびトルクと一致するギアボックスの抗力Ｃ＿ｇｂを決定する。

【0034】

係合されることなるギアに対応するギアボックスのギア減速比は、所与の速度と所与の勾配に対して通常選択されるギア比情報を含むテーブルから得られる。

【0035】

次に、計算手段７は、エンジンの抵抗トルクＣ＿ｍｏｔ、ギアボックスの抗力Ｃ＿ｇｂ、およびセーリングモード状態（ｓｔａｔｅ＿ｓａｉｌｉｎｇ）の関数として、最小トルクＣ＿ｍｉｎを決定する。

【0036】

セーリングモードが停止されると、最小トルクＣ＿ｍｉｎは、エンジンの抵抗トルクＣ＿ｍｏｔに等しい。

【0037】

セーリングモードが起動されると、最小トルクＣ＿ｍｉｎは、エンジンの抵抗トルクＣ＿ｍｏｔとギアボックスの抗力Ｃ＿ｇｂとの合計に等しい。

【0038】

予測は、運転支援コンピュータＡＤＡＳ（「高度運転支援システム」の頭文字）によって選択された速度に対して、かつ車両前方の平均勾配に対して行われる。

【0039】

速度５０ｋｍ／ｈ、正の勾配５％に対して、最小トルクＣ＿ｍｉｎがどのような値をとるのか知りたいとする例を考慮する。

【0040】

この場合運転支援コンピュータＡＤＡＳは、勾配％ｓｌｏｐｅおよび速度Ｖｓに関する情報をシステム１に送信する。システム１は最小トルクを計算し、そこから、所定のマッピングの関数として係合ギア（ｇｅａｒと表記）が推定される。

【0041】

そこから、エンジントルクＣ＿ｍｏｔおよびギアボックスの抗力Ｃ＿ｇｂが、埋め込まれたマッピングおよびトルクＣ＿ａｃｃ、Ｃ＿ｂｖ、およびＣ＿ｐｏｎｔの関数として推定され、それらは具体的に、オルタネータの電力Ｐ＿ａｌｔ、空調コンプレッサの電力Ｐ＿ａｃ、エンジンの温度ＴＣＯ、ギアボックス油温ＴＧＢ、係合ギアｇｅａｒ、および入力軸の回転速度Ｎｐｒｉｍに依存する。

【0042】

トルクＣ＿ｍｏｔ、ギアボックスの抗力Ｃ＿ｇｂ、およびセーリングモードの状態を知ることにより、最小トルクＣ＿ｍｉｎを決定することが可能である。

【0043】

図２は、自動車両の運転者へ通知するシステムであって、足を離す瞬間を走行イベントの関数として示すことができるシステムの主な要素を図示する。

【0044】

最小トルクを計算するシステム１は、速度Ｖｓの値、運転支援コンピュータＡＤＡＳ１４から来る勾配％ｓｌｏｐｅの値、温度センサ１２ａから来るエンジンの温度ＴＣＯの値、温度センサ１２ｂから来るギアボックス油温ＴＧＢの値、温度センサ１１ａから来るオルタネータの電力Ｐ＿ａｌｔの値、および温度センサ１１ｂから来る空調コンプレッサの電力Ｐ＿ａｃの値、ならびに、アクセルペダルセンサ１６によって決定されるアクセルペダル踏込み状態に依存する、セーリング制御手段から来るセーリングモードの状態ｓｔａｔｅ＿ｓａｉｌｉｎｇの値、の関数として、最小トルクＣ＿ｍｉｎを決定する。

【0045】

運転支援コンピュータ１４は、ナビゲーションシステム１３から来るナビゲーション情報の関数として、速度Ｖｓの値および勾配％ｓｌｏｐｅの値を決定する。ナビゲーション情報は具体的には、次のイベントまでの距離および高度差を意味すると解されるべきである。

【0046】

一実施形態で、運転支援コンピュータ１４が勾配ベクトル％ｓｌｏｐｅに関連した車両の速度ベクトルＶｓを、最小トルクを計算するためにシステム１に送信すると、最小トルクを計算するシステム１は、最小トルクのベクトルを送信する。最小トルクのベクトルの各値は、車両の速度ベクトルＶｓの値および勾配ベクトル％ｓｌｏｐｅの値と関連付けられる。

【0047】

最小トルクを計算するシステム１への、速度ベクトルＶｓまたは勾配ベクトル％ｓｌｏｐｅ以外の入力の傾向の関数として、最小トルク値のベクトルが更新されるように、この計算はリアルタイムで実行される。

【0048】

次いで、運転支援コンピュータ１４は、利用可能な値の補間によってトルク値を決定することができる。

【0049】

運転支援コンピュータ１４はまた、マンマシンインターフェース１５に向けられて、足離れインジケータを表示すべきかどうかを示すブール値Ａｃｃ＿ｏｆｆ＿ｄｉｓｐを決定する。ブール値Ａｃｃ＿ｏｆｆ＿ｄｉｓｐは、最小トルクＣ＿ｍｉｎ、走行上の次のイベントからの距離、および接近速度の関数として決定される。

【図1】

【図2】