JP2010540316A - 原動機付き車両の坂道発進アシスト方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、を備える原動機付き車両の坂道発進アシスト方法、及び関連する装置に関するものであり、前記方法では、前記車両を不動位置に保持するためのクラッチのトルクを、既知のエンジントルクに基づいて求め、前記クラッチの前記トルクは、前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求めることを特徴とする。

Description

本発明は、原動機付き車両の坂道発進アシスト方法に関する。

本発明はまた、当該方法に関連する原動機付き車両用坂道発進アシスト装置に関する。

本発明は更に、このような装置を備える車両に関する。

坂道発進では、かつ、アシストソリューションが全く搭載されていない状態では、運転者は車両が不意に後進して驚くことがあるかもしれない。

従って、製造業者は、この不具合を解決することを目的とする解決策を提案してきた。

これらの解決策は種々の方法を利用する。これらの方法の中でも、幾つかの方法は、車両が動かないように車両を保持するためのクラッチトルクを、エンジントルクの情報に基づいて求めることにより行なわれる。

例えば、特許文献のドイツ特許出願公開第１０２４２１２２号明細書（Ｄ１）を挙げることができ、この出願では、運転者による坂道発進運転を容易にするために車両のブレーキを所定期間に亘って効かせたままにして、特定の条件が満たされる場合に、そしてとりわけ、クラッチトルクが傾斜路上での車両の不動状態に対応する最小閾値を超える場合に、ブレーキを解除することが提案されている。

しかしながら、クラッチトルクは特許文献Ｄ１においては、かなり不正確な方法で推定されている。このような不正確さは、駆動輪にトランスミッションを介して加わるトルクが、安全な坂道発進を確実にするために必要な閾値、すなわち特に車両を絶対に後進させない閾値を下回る可能性があることを意味する。

ドイツ特許出願公開第１０２４２１２２号明細書

本発明の１つの目的は、これらの不具合を解決することにある。

この目的を達成するために、クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、を備える原動機付き車両の坂道発進アシスト方法が提案され、前記方法では、前記車両を不動状態に保持するためのクラッチトルクを、エンジントルクに関する情報に基づいて求め、前記クラッチトルクは、前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求めることを特徴とする。

この目的を達成するために、クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、更には、ブレーキと、エンジントルクに関する情報に基づいて、前記車両を不動状態に保持するためにブレーキに加わる圧力を管理する計算手段と、を備える原動機付き車両の坂道発進アシスト装置も提案され、前記計算手段は、前記クラッチトルクが、前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求められるよう構成されていることを特徴とする。

本発明の他の特徴、目的、及び利点は、以下の詳細な説明を一読することにより明らかになるものと思われる。

本方法では、エンジントルクのうち、クラッチ以外の手段であって、車両を構成し、かつ、クラッチトルクの値に作用する手段の動作に専ら利用される部分の影響を考慮に入れる。

本方法は、エンジンのクランクシャフトに作用するモーメントの差引合計（balance sum）に基づいて行なわれる。車両が停止しているので、クランクシャフトに作用するトルクは、車輪トルクに対応付けることができる。

第１の実施形態では、クラッチトルクＣ_ｅｍｂは、次の関係式を与えるこの合計により求められる：

上の式では、Ｃ_ｍｅはエンジンの推定トルクであり、Ｃ_{ｍｅ，ｏｆｆ}は、車両の付属部品の動作に専ら利用されるエンジントルクの推定配分量であり、積Ｊω_ｍは、エンジン回転速度によって変わる回転運動を行なうエンジン手段に対応する（全ての回転部品に関連する）トルクである。

エンジントルクＣ_ｍｅは、エンジンのモデルを、この目的に専ら利用されるコンピュータで使用することにより推定される。

従って、エンジントルクのうち、車両の他の構成手段の動作に専ら利用される部分は、Ｃ_{ｍｅ，ｏｆｆ}及びＪω_ｍで表わされる２つのタイプの寄与分に分離することができる。

トルクＣ_{ｍｅ，ｏｆｆ}は、後出のＪω_ｍを、（ｉ）車両のエンジンがクラッチから切り離され、（ｉｉ）エンジン回転速度が安定する場合、かつ、（ｉｉｉ）車両の加速ペダルに対する作用が全くない状態におけるエンジントルクＣ_ｍｅの残余分の値であると見なすことにより推定される。

非制限的な態様で、関与する付属部品は、アシストステアリング、車両の客室の空調システムのコンプレッサ構成部品、エンジン／客室ファン、及びオルタネータとすることができる。

トルクＪω_ｍは２つの成分、すなわち、エンジン回転速度によって変わる回転運動を行なうエンジン手段の慣性モーメントＪ、及び、エンジン回転速度の微分値ω_ｍを含む。

慣性モーメントＪは既知であるので、クラッチトルクを求めるための入力データを構成し、計算／推定が全く必要とされない。

エンジン回転速度の微分値ω_ｍを求めるために、エンジン回転速度を、（例示されない）専用センサにより求め、次に、しかるべく得られた速度は、車両に搭載された計算手段（車載マイクロプロセッサ）により生成される。場合によっては、計算手段は、フィルタリング工程を、しかるべく生成されたデータに対して実行する。

このようにして、関係式（１）の右辺の種々の項が判明すると、クラッチトルクを当該関係式に基づいて推定することができる。

問題となる用途では、すなわち車両の坂道発進の場合には、クラッチトルクを高精度に推定することにより大きな利点を得ることができることが重要である。

実際、車両を停止させているので、クラッチトルクは、車両の駆動輪に伝達されるトルクに対応する。従って、車輪のローリング半径、及びクラッチと駆動輪との間のモーメントの伝達比率が判明すると、地面に伝達される力をこれらのデータから推定することができる。

車両に加わる複数の力の差引合計を求めることにより、効果的な坂道発進を確実にすることができる閾値を決定することができる（地面に伝達される力を、車両の重量の効果に少なくとも等しくする必要がある）：この閾値は、車両の質量、及び坂道の勾配に顕著に依存している。

従って、クラッチトルクが間違って見積もられる場合、実際に、実トルクが閾値を下回る可能性がある。従って、このような状況では、車両の駆動輪に加わる力は、効果的な坂道発進には不十分となる。

変形実施形態では、クラッチトルクは、関係式（１）からは直接計算されない。

実際、クラッチトルクは、エンジン回転速度に付随する外乱と見なすことができる。従って、次の関係式（２）及び（３）により構成される系を解くことが必要になる：

これらの関係式では、次のパラメータが導入される：ω_ｍ，ｐは、外乱を受けるエンジン回転速度の微分値を表わし；Ｃ_ｅｍｂは、クラッチトルクの微分値を、Ｋ_１，Ｋ_２は定数を表わす。定数Ｋ_１，Ｋ_２は、系が安定するように選択される。他の項は、前に定義した通りである。

関係式（２）及び（３）は、カルマン（Ｋａｌｍａｎ）観測器を構成し、この観測器の主要な利点は、クラッチトルクを推定するためにエンジン回転速度の微分値を求める必要がなくなるということである。

関係式（２）は、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションに付与されるモーメントの補正合計に対応し、この補正合計には、エンジン回転速度に付随する外乱Ｋ_１（ω_ｍ，ｐ−ω_ｍ）が加算される。

関係式（３）は、これ自体としては、クラッチトルクの微分値とエンジン回転速度に付随する外乱との関係を設定している。

本方法を実行するために使用される装置は、クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、計算手段と、を備える。

計算手段は、エンジントルクＣ_ｍｅに関する情報に基づいて車両を不動状態に保持するように構成される。計算手段は更に、クラッチトルクＣ_ｅｍｂが、エンジントルクのうち、クラッチ以外の車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求められるように構成される。

考案される方法がどのような方法であれ、本発明は、トルクＣ_ｍｅを計算する際に先行技術において、車両の付属部品を考慮に入れないか、または不適切に考慮に入れることに付随する不正確さの影響を受けないことが理解できるであろう。

Claims (9)

1. クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、を備える原動機付き車両の坂道発進アシスト方法であって、前記車両を不動状態に保持するためのクラッチトルク（Ｃ_ｅｍｂ）を、エンジントルク（Ｃ_ｍｅ）に関する情報に基づいて求め、前記クラッチトルク（Ｃ_ｅｍｂ）は、前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求めることを特徴とする、方法。
2. 前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の前記他の構成手段の動作に専ら利用される部分を求めるために、エンジン回転速度によって変わる回転運動を行なうエンジン手段に対応付けられた等価トルクＪω_ｍを考慮に入れ、Ｊは、前記エンジン回転速度によって変わる回転運動を行なう前記エンジン手段の等価慣性モーメントであり、ω_ｍは前記エンジン回転速度の微分値であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記エンジン回転速度の前記微分値を求めるために、前記エンジン回転速度を専用センサで測定し、次に、しかるべく得られた速度を、前記車両に搭載される計算手段により生成することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の前記他の構成手段の動作に専ら利用される部分を求めるために、前記車両の付属部品の動作に専ら利用されるエンジントルクの配分量に対応する等価トルクＣ_{ｍｅ，ｏｆｆ}を推定することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記車両の前記付属部品の全てに関連する前記等価トルクＣ_{ｍｅ，ｏｆｆ}は、後出の項（Ｊω_ｍ）を：
   ・エンジンがクラッチから切り離され；
   ・前記エンジン回転速度が安定する；
   場合、かつ、前記車両の加速ペダルに対する作用が全くない状態において、エンジントルクＣ_ｍｅの残余分の値であると見なすことにより推定されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記クラッチトルクは、前記車両の前記クラッチと前記駆動輪との間の前記トランスミッションに付与されるモーメントの合計に対応する関係式：
   

   

   
   により求められることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記クラッチトルクは、次の関係式：
   

   

   
   

   

   
   により構成される系を用いて求められ、これらの関係式では、Ｋ１及びＫ２は定数であり；関係式（２）は、前記車両の前記クラッチと前記駆動輪との間の前記トランスミッションに付与される前記モーメントの補正合計に対応し、この補正合計には、前記エンジン回転速度に付随する外乱Ｋ_１（ω_ｍ，ｐ−ω_ｍ）が加算され；
   関係式（３）で、前記クラッチトルク（Ｃ_ｅｍｂ）の微分値と前記エンジン回転速度に付随する前記外乱との関係を設定する、請求項５に記載の方法。
8. クラッチと、車両のクラッチと駆動輪との間のトランスミッションと、更には、ブレーキと、エンジントルク（Ｃ_ｍｅ）に関する情報に基づいて、前記車両を不動状態に保持するためにブレーキに加わる圧力を管理する計算手段と、を備える原動機付き車両の坂道発進アシスト装置であって、前記計算手段は、前記クラッチトルク（Ｃ_ｅｍｂ）が、前記エンジントルクのうち、前記クラッチ以外の前記車両の構成手段の動作に専ら利用される部分を考慮に入れることにより求められるよう構成されていることを特徴とする、坂道発進アシスト装置。
9. 原動機付き車両であって、前記車両が請求項８に記載の装置を備えることを特徴とする、原動機付き車両。