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  • 特許-車両駆動列の目標状態を選択する方法 図1
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(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】2024-09-13
(45)【発行日】2024-09-25
(54)【発明の名称】車両駆動列の目標状態を選択する方法
(51)【国際特許分類】
   B60W 20/30 20160101AFI20240917BHJP
   B60K 6/54 20071001ALI20240917BHJP
   B60W 10/10 20120101ALI20240917BHJP
   F16H 61/02 20060101ALI20240917BHJP
   F16H 59/36 20060101ALI20240917BHJP
   B60L 50/16 20190101ALI20240917BHJP
   B60L 15/20 20060101ALI20240917BHJP
【FI】
B60W20/30
B60K6/54 ZHV
B60W10/10 900
F16H61/02
F16H59/36
B60L50/16
B60L15/20 K
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2022514194
(86)(22)【出願日】2020-06-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-01
(86)【国際出願番号】 EP2020066519
(87)【国際公開番号】W WO2021058146
(87)【国際公開日】2021-04-01
【審査請求日】2023-05-16
(31)【優先権主張番号】1910628
(32)【優先日】2019-09-26
(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】ルフェーヴル, オーレリアン
【審査官】三宅 龍平
(56)【参考文献】
【文献】特表2017-528658(JP,A)
【文献】国際公開第2014/132417(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60W 10/30 - 20/50
B60K 6/54
F16H 61/02
F16H 59/36
B60L 50/16
B60L 15/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関および/または少なくとも1台の電気機械から1つまたは複数のギア減速比で車両の車輪に向かってトルクを伝達するために、カプラとその減速機との様々な組み合わせによって規定される、変速機に存在する一連の状態から、前記内燃機関および前記電気機械を含むいくつかの駆動部材を前記変速機によって前記車輪に接続する車両駆動列の目標状態を選択する方法であって、前記目標状態の選択は、前記駆動列の利用可能な各状態での前記駆動部材の機械的信頼性を確保することを可能にする、前記車両の最小走行速度(DLS_MIN_RELIA_VH_SPD)および最大走行速度(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD)を決定するステップを含み、
前記電気機械で許可されている最大走行速度(DLS_MAX_EM_VH_SPD)は、前記電気機械で可能な最大速度(MAX_EM_SPD)、前記車輪の半径(WHEEL_RAD)および前記電気機械と前記車輪との間における前記ギア減速比(DLS_EM_RATIO)の関数であり、
前記内燃機関の関数として許可される最小走行速度(DLS_MIN_ICE_VH_SPD)および最大走行速度(DLS_MAX_ICE_VH_SPD)は、前記内燃機関で可能な最小速度および最大速度(MIN_ICE_SPD、MAX_ICE_SPD)、前記車輪の半径(WHEEL_RAD)、および前記内燃機関と前記車輪との間の前記ギア減速比(DLS_ICE_RATIO)の関数であり、
前記走行速度の生の値(DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW)および(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW)は、
電気機械で許可されている最大走行速度(DLS_MAX_EM_VH_SPD)、ならびに
前記内燃機関で許可されている最小走行速度(DLS_MIN_ICE_VH_SPD)および最大走行速度(DLS_MAX_ICE_VH_SPD)
の関数として決定されることを特徴とする、目標状態を選択する方法。
【請求項2】
前記車両の最小走行速度(DLS_MIN_RELIA_VH_SPD)および最大走行速度(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD)の生の値は、当該状態の駆動エネルギータイプ(DLS_TYP_LIST(X))の関数として、使用可能な各状態で決定されることを特徴とする、請求項1に記載の目標状態を選択する方法。
【請求項3】
力列に電気機械が1台しかない場合、最大速度制限は前記内燃機関の前記最大速度(MAX_ICE_SPD)の前記値に含まれておらず、前記車両の生の最大速度(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X))は、前記内燃機関および前記電気機械によってそれぞれ許可される前記最大速度(DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X))および(DLS_MAX_EM_VH_SPD(X))のうちの最小値であることを特徴とする、請求項またはに記載の目標状態を選択する方法。
【請求項4】
前記動力列の他の配置では、前記車両の生の最大速度(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X))が、前記内燃機関で許可されている最大速度(DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X))と等しいことを特徴とする、請求項に記載の目標状態を選択する方法。
【請求項5】
前記車両の生の最小走行速度(DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW)および最大走行速度(DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW)は、現在の目標(DLS_TGT)の様々な使用可能な状態すべてにおいて速度オフセット(SPD_OFS)を加算または減算することによってそれぞれ統合されることを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載の目標状態を選択する方法。
【請求項6】
生の最小速度(DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CS)は、公称計算速度よりも遅い走行速度におけるカプラのスライドにより達成可能な前記駆動列の状態で、または、前記車両をゼロ速度から引き離し、前記電気機械のみを使用して前記車両を運転できるようにする前記駆動列の状態で、特定の最小値を課すことによって統合されることを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載の目標状態を選択する方法。
【請求項7】
ベクトル(DLS_TYP_LIST)の状態は、少なくとも1つの中立状態、1つの電気状態、および1つの内燃状態を含むことを特徴とする、請求項1からのいずれか一項に記載の目標状態を選択する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハイブリッド動力列制御に関する。
【0002】
より具体的には、本発明は、内燃機関および/または電気機械から1つまたは複数のギア減速比で車輪に向かってトルクを伝達するために、カプラとその減速ギアとの様々な組み合わせによって規定される、変速機に存在する一連の状態から、変速機によって、内燃機関および少なくとも1つの電気機械を含むいくつかの駆動部材を車両の車輪に接続する車両駆動列の目標状態を選択する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
動力列の機械的制限は、変速機のギア減速比、駆動部材の速度制限、および特定の動作機能に関連している。これらの制限は、状態の選択戦略に必要な情報を適切な時期に提供するために、一貫して決定される必要がある。
【0004】
ハイブリッド車は、一般に、少なくとも1つの内燃機関と1つの電気機械とを含む一組の駆動部材であって、その動力列を形成する一組の駆動部材を含む。ハイブリッド車の動力列には、回転部品、特にその駆動部材の最小/最大回転速度によって課せられる複数の動作制限があり、これらの速度を超えると、駆動部材は速度不足または速度超過の状態になり、機械的破損のリスクが高くなる。
【0005】
内燃機関車両のこのようなリスクを排除するために、内燃機関の最小速度値および最大速度値を、現在の速度値と並行して、ギアシフト戦略に単純に追加する必要がある。この情報は、駆動部材と動力列の動作モードの多様性により、ハイブリッド車には不十分になる。
【0006】
ハイブリッド車の駆動列の状態は、車両およびその動力列の構造に固有のカプラと減速機との組み合わせとして規定され得る。状態選択戦略では、すべての駆動部材の機械的限界を考慮に入れる必要がある。これらの戦略は、特に、車両の動力学と状態変化を実行するための動力列の反応時間とによる速度不足または速度超過を回避するために、状態変化を予測する必要がある。同じ目的で、特定の目標状態を一時的にフリーズする必要がある場合がある。
【0007】
FR3023526は、遭遇した状況に不適切な状態の連続的な排除を可能にする様々な決定によって、駆動列の目標状態を決定するための方法を開示している。実装された決定の1つは、速度に関して駆動部材の信頼性制限内にとどまることに関連している。ただし、同文献では、この情報の計算方法は指定されていない。
【0008】
FR3013019は、動力列の信頼性を確保する限界速度と比較される予想速度の計算により、駆動部材の速度超過を回避するための別の方法を開示している。ただし、この情報がどのように計算されるかは同様に述べられていない。
【発明の概要】
【0009】
本発明は、その伝達および駆動部材によって課される制約の特定の特徴を考慮に入れることによって、動力列の機械的信頼性を確保することを目的としている。
【0010】
この目的のために、目標状態の選択は、駆動列の利用可能な各状態における駆動部材の機械的信頼性を確保することを可能にする、車両の最小および最大走行速度を決定するステップを含む。
【0011】
好ましくは、生の走行速度は、
- 電気機械で許可されている最大走行速度、および
- 燃焼機関で許可されている最小および最大の走行速度
の関数として計算される。
【0012】
本発明は、添付の図面を参照して、その非限定的な実施形態の以下の説明を読むことにより、より明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】提案された方法のフローチャート1を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
この方法により、ハイブリッド車の動力列による目標状態の選択を担当する動力列コンピュータに、リアルタイムの機能横断的な情報を提供することが可能になる。EP2694309(参照可能)に記載されたもののように、この動力列は、内燃機関と単一の電気駆動機とを備えており、各々が車両の車輪に接続された二次シャフトに少なくとも1つの中間駆動機を有する2つの同心一次シャフトを備えている。本刊行物に記載されている構造は、本発明が関係する方法の非限定的な用途を提供する。
【0015】
コンピュータに提供される機能横断的な情報項目は、利用可能な各動力列状態において、駆動部材の回転速度に関連する信頼性の制約を満たすために達成し得る車両の最小走行速度および最大走行速度である。
【0016】
この情報は、内燃機関と少なくとも1台の電気機械とを含む複数の駆動部材を変速機によって車両の車輪に接続する動力列の目標状態を選択するために使用される。選択は、変速機に存在する一連の状態から行われ、これらの状態は、内燃機関および/または電気機械から車輪に向かって1つまたは複数のギア減速比でトルクを伝達するために、カプラと減速機との様々な組み合わせによって規定される。
【0017】
図1は、機能横断的な情報を決定するために必要なすべての入力データ項目を示しており、
- MAX_EM_SPDは、主駆動機が動力列に存在する場合に達成し得る最大速度であり、このデータ項目は、電気機械の作動を担当する機能によってリアルタイムで更新され、
- ICE_TEMPは、内燃機関の水温であり、リアルタイムで更新され、
- MAX_ICE_SPDは、内燃機関で達成し得る最大速度であり、電気機械が内燃機関に接続されている場合、MAX_ICE_SPDはその最大許容速度を考慮に入れ、MAX_ICE_SPDは、内燃機関の作動を担当する関数によってリアルタイムで更新され、
- DLS_TGTは、駆動列の現在の目標状態であり、
- DLS_TYP_LISTは、状態エネルギータイプ(内燃、電気、またはハイブリッド)のベクトルであり、このベクトルにより、動力列で使用可能な状態のタイプとそのエネルギー定義を知ることができ、
- DLS_TYP_LISTは、各動力列に固有であり、動作中に変化しない第三者の関数によって提供され、
- PAR_LIMIT_ENAは、1または0の値を採用する調整パラメータである。PAR_LIMIT_ENAは、動力列が最大速度制限を適用する必要のある単一の電気駆動機のみで構成されている場合、値1を採用する。電気機械が内燃機関に直接機械的にリンクされていないため、この制限を内燃機関MAX_ICE_SPDの最大速度値に含めることができない場合、これは、EP2694309で説明されている構造の場合であり、電気機械を切り離して、内燃機関と電気機械とで異なるギア減速比を設定することができる。PAR_LIMIT_ENAは、他の場合、特に内燃機関に直接接続された第2の電気機械がある場合に、値0
を採用する。
【0018】
目標状態の選択は、車両の最小および最大走行速度を決定するステップを含む。DLS_MIN_RELIA_VH_SPDおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPDにより、駆動列の利用可能な各状態での駆動部材の機械的信頼性を確保できる。
【0019】
ベクトルDLS_TYP_LISTの状態のタイプは、次のとおり、すなわち、
- HEV_SER:直列(series)ハイブリッド駆動、
- HEV_SER_RVR:電気機械の方向が逆の直列ハイブリッド駆動、
- HEV_PAR:並列(pararel)ハイブリッド駆動、
- HEV_SER_PAR:並列直列ハイブリッド駆動、
- TH:内燃駆動、
- EV:電気駆動、
- EV_RVR:電気機械の方向が逆の電気駆動、
- NEUTRAL:駆動なし(車輪に接続された駆動部材なし)、
- ABSENT:車両に動力列の状態が定義されていない、
である。
【0020】
出力情報は、駆動列の状態の選択を担当する車両のコンピュータユニットに送信される。この情報は、ベクトルの形式であることが好ましい。ベクトルDLS_MIN_RELIA_VH_SPDおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPDは、駆動列の各状態での駆動部材の機械的信頼性を確保することを可能にする車両の最小および最大走行速度を表す。
【0021】
方法の実装中に、走行速度DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWの生の値が、
- 電気機械で許可されている最大走行速度DLS_MAX_EM_VH_SPD、ならびに
- 内燃機関で許可されている最小走行速度DLS_MIN_ICE_VH_SPDおよび最大走行速度DLS_MAX_ICE_VH_SPD
の関数として決定される。
【0022】
関数F1は、電気機械MAX_EM_SPDの可能な最大速度、車輪半径WHEEL_RAD、および各状態における電気機械と車輪との間のギア減速比DLS_EM_RATIOのベクトルの関数として、駆動列の各状態において許可される最大走行速度DLS_MAX_EM_VH_SPDのベクトルを決定する。パラメータWHEEL_RADおよびDLS_EM_RATIOは、車両に固有である。電気機械で許可されている最大走行速度は、次のようにkm/hで計算される。
DLS_MAX_EM_VH_SPD=(MAX_EM_SPD)*(DLS_EM_RATIO)*(WHEEL_RAD)*(3.6)*(Π/30)
【0023】
車両の最小走行速度および最大走行速度の生の値DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWは、当該状態の駆動エネルギータイプDLS_TYP_LIST(X)の関数として、使用可能な各状態で決定される。
【0024】
関数F2は、内燃機関DLS_MIN_ICE_VH_SPDおよびDLS_MAX_ICE_VH_SPDの関数として、内燃機関で可能な最小速度MIN_ICE_SPDおよび最大速度MAX_ICE_SPDの関数として、車輪半径WHEEL_RADの関数として、ならびに、内燃機関と車輪との間のギア減速比DLS_ICE_RATIOの関数として、各状態で許可される最小走行速度および最大走行速度のベクトルを決定する。
【0025】
パラメータMIN_ICE_SPDは、内燃機関で許可されている最小回転速度を表す。MIN_ICE_SPDは、内燃機関の水温ICE_TEMPの関数である。その値は、ICE_TEMPを入力データ項目として、構成可能な表で指定できる。また、動力列制御システムの内燃機関の作動を担当する機能によって直接提供することもできる。パラメータWHEEL_RADおよびDLS_ICE_RATIOは、車両に固有である。これらの速度は、次のようにkm/hで計算される。
- DLS_MAX_ICE_VH_SPD=(MAX_ICE_SPD)*(DLS_ICE_RATIO)*(WHEEL_RAD)*(3.6)*(Π/30)、および
- DLS_MIN_ICE_VH_SPD=(MIN_ICE_SPD)*(DLS_ICE_RATIO)*(WHEEL_RAD)*(3.6)*(Π/30)
【0026】
関数F3は、各状態のエネルギータイプの関数として、駆動列の各状態で達成できる最小車速制限DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWおよび最大車速制限DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWをグループ化するベクトルを決定する。ベクトルDLS_TYP_LISTの状態は、少なくとも1つの中立状態、1つの電気状態、および1つの内燃状態を含む。
【0027】
これらの値は、問題の状態のエネルギータイプXに応じて、ベクトルDLS_TYP_LIST、すなわち、
- ABSENT状態(車両では定義されていない):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=0km/hおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=0km/h、
- NEUTRAL状態:DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=0km/h、およびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)には実際の制限がなく、非常に高い値を採用できる、
- TH状態:(内燃):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MIN_ICE_VH_SPD(X)およびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)、
- EV状態(電気)またはEV_RVR状態(逆方向の電気):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=0km/hおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MAX_EM_VH_SPD(X)、
- HEV_SER状態(直列ハイブリッド駆動)またはHEV_SER_RVR状態:(反転直列ハイブリッド駆動):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=0km/h、およびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MAX_EM_VH_SPD(X)、
- HEV_SER_PAR状態(並列ハイブリッド):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MIN_ICE_VH_SPD(X)、およびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)およびDLS_MAX_EM_VH_SPD(X)の最小値、
- HEV_PAR状態(並列ハイブリッド):DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW(X)=DLS_MIN_ICE_VH_SPD(X)
に、値DLS_TYP_LIST(X)を有するように定義される。
【0028】
調整パラメータPAR_LIMIT_ENAは、1または0の値を採用できる。動力列に電気機械が1台しかなく、その最大速度制限が内燃機関MAX_ICE_SPDの最大速度値に含まれていない場合は、1に等しくなる。この場合、DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)は、DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)およびDLS_MAX_EM_VH_SPD(X)の最小値に等しくなる。
【0029】
それ以外の場合、PAR_LIMIT_ENAは値0を採用する。PAR_LIMIT_ENA=0の場合、DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)はDLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)と等しくなる。
【0030】
言い換えれば、動力列に電気機械が1台しかない場合、最大速度制限MAX_EM_SPDは内燃機関MAX_ICE_SPの最大速度の値に含まれておらず、車両の生の最大速度DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)は、内燃機関および電気機械によって許可されている最大速度DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)およびDLS_MAX_EM_VH_SPD(X)の最小値である。
【0031】
動力列の他の配置では、車両の生の最大速度DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW(X)は、内燃機関DLS_MAX_ICE_VH_SPD(X)によって許可される最大速度に等しい。
【0032】
最後に、関数F4は、駆動列の各状態での車両の限界走行速度に関連するベクトルDLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWおよびDLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWを統合する。
【0033】
最初の統合は、現在の目標DLS_TGTの様々な状態ごとに計算された信頼性制限のセットに車速オフセットSPD_OFSを減算または追加することで構成される。車両の生の最小走行速度DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWおよび最大走行速度DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWは、現在の目標DLS_TGTの利用可能な様々な状態すべてにおいて、速度オフセットSPD_OFSを加算または減算することによってそれぞれ統合される。
【0034】
このオフセットは、この情報を使用して目標状態を選択するためのアップストリーム関数で指定された、達成可能な実際の値と計算された制限速度の間のマージンを差し引くことにより、使用可能な速度範囲を低減する。これらの統合された限界走行速度の値は、それぞれDLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CSおよびDLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CSと呼ばれ、
- 現在の目標DLS_TGTの座標DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CS=DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAWを除けば、DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CS=DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_RAW+SPD_OFSであり、
- 現在の目標DLS_TGTの座標DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_CS=DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAWを除けば、DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_CS=DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_RAW-SPD_OFSである。
【0035】
第2の統合は、使用する機械または内燃機関と車輪との間にあるカプラのスライドによってこの状態を達成できる場合、駆動列の状態に特定の最小値を課すことを目的としており、特定の値により、計算された公称値よりも低い車両の走行速度で駆動列状態を実現できる。駆動列の状態に最小速度を課して、車両をゼロ速度から引き離し、電気機械のみを使用して車両を運転することもできる。したがって、生の最小速度DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CSは、カプラのスライドにより達成可能な駆動列の状態では、公称計算されたものよりも遅い走行速度において、または、車両をゼロ速度から引き離し、電気機械のみを使用して車両を運転できるようにする駆動列の状態において、特定の最小値を課すことによって統合される。
【0036】
この目的のために、調整パラメータDLS_VS_MIN_ENAが適用され、このパラメータは、各状態の置換値DLS_VS_MIN_VALUEを指定するベクトルであり、計算された最小速度値DLS_MIN_RELIA_VH_SPD_CSを使用する必要があるか、指定された置換値で置換する必要があるかを判断できる。
【0037】
ベクトルDLS_VS_MIN_ENAのX座標が1に等しい場合、DLS_MIN_RELIA_VH_SPDのX座標の値はDLS_VS_MIN_VALUEのX座標の値に等しくなる。そうでない場合(DLS_VS_MIN_ENA=0)、DLS_MIN_RELIA_VH_SPDのX座標の値は、X座標の統合値DLS_MAX_RELIA_VH_SPD_CSに等しくなる。
【0038】
これらすべての機能により、車両の最小走行速度と最大走行速度により、駆動列の各状態での駆動部材の回転速度に関する機械的信頼性を確実にリアルタイムで自動的に計算することができる。その値により、この情報を使用する戦略、特に動力列の目標状態の選択を実行するコンピュータユニットは、自身の操作に対するこれらの制限を知ることができる。
【0039】
この方法には多くの利点がある。実装された戦略は完全に機能横断的である。これは、離散比、少なくとも1つの電気状態、1つの内燃状態、および/または1つのハイブリッド状態を備えたオートマチック変速機を備えたハイブリッド/電気/従来型の動力列を備えた任意の車両に適用できる。
図1