JP2012527211A - 少なくとも１つの電動モータを設けられた車両の車輪に印加されたトルクを制御するシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、バッテリ（９）に接続されかつ少なくとも１つの駆動車輪（５）に接続された少なくとも１つの電動モータ（８）を含む車両の車輪（３、５）に印加されたトルクを制御する方法に関する。モータは、車両が速度を落とすときにバッテリを再充電するための発電機として動作することができる。第１の制動調節移動範囲と第２の加速調節移動範囲とが、車両の加速ペダル（１８）の移動に適用され、制動調節移動範囲は、バッテリの充電に対する連続減少関数である。

Description

本発明は、電気的動力供給車両または燃焼機関／電力のハイブリッドを有する車両の回生制動を制御する方法に関する。例えば、ハイブリッド車両の場合では、燃焼機関の原動力もしくは駆動力を第１の車軸システムに印加し、電動モータの原動力を車両の第２の車軸システムに印加することは、知られている手法である。全電気車両の場合では、車両は、単一のモータが、例えば車両の１つの車軸システムに接続されることによって、または、いくつかのモータが、例えば車両の車軸システム毎に１つのモータを接続するか、もしくは各車輪に付随するモータによって運転されてよい。すべての関連する変速機構成要素（クラッチ、歯車箱）とともに、車両の（前車軸システムおよび後車軸システムの）推進に充てられるすべてのエンジンおよび／またはモータは、ＰＴ（伝動機構の略）と呼ばれる。従来技術では、車両を駆動するためのモータとして作用する電気的機械が存在するときに、このモータが、回生制動モードで動作させられることもまた、知られている手法であり、すなわち、電気的な視点から、次に発電機のように働くこの機械は、そのロータに印加された機械的エネルギーを電流に変換し、電流は次いで、電気的バッテリを充電するために使用される電流として電気的機械の制御器で調節されてよい。この動作モードでは、電気変換によって作成された機械的エネルギーの消費が、制動トルクを車両の車輪に印加する。このことは、第１に、車両が、発電機として動作する電気的駆動機械を使用して、少なくとも部分的には制動されうること、第２に、制動作用によって回収された運動エネルギーは、一式の蓄電池セルすなわちバッテリの中に電気の形で蓄えることができ、このエネルギーが、後で、車両を推進するため、または補助的機能のために再使用可能であることを意味する。回生制動は、実際の制動段階の間、即ち運転者がブレーキペダルを踏むときに、使用されうる。この回生制動は、ブレーキをかけない減速段階の間、すなわち、運転者が、ブレーキペダルを動作させることなく、スロットルペダルから「足を浮かせる」ときに、勝手に働くように開発されてきた。したがって、「中立点」は、スロットルペダルの移動範囲の中の、ＰＴによって車輪に伝達されたトルクがゼロである点であるとして、定義されてよい。中立点を超えると、ＰＴは、被駆動車輪に原動トルクを供給する。中立点に達しない場合は、ＰＴは、抵抗トルクを被駆動車輪に印加する。この抵抗トルクは、全電気車両の場合に、完全に（多少の効率損失を含んで）電気エネルギーに変換されてよい。ハイブリッド車両の場合は、この抵抗トルクは、エンジン制動によって（機械的部品、とりわけ燃焼機関のシリンダ内のピストン、の摩擦によって）生成されるトルクと、電動モータによって電気に変換される回生制動トルクとに分割されてよい。

使用されるべき回生制動の量は、利用可能な運動エネルギーによって決まり、それゆえ、車両の速度よって決まり、直接消費によってまたはバッテリへの蓄積によって車両が吸収することができる、変換された電気エネルギーによって決まる。これらの変化を考慮に入れるために、米国特許出願公開第２００６／１３７９２５号は、スロットルペダル（以降の明細書においては単に「ペダル」と呼ばれる）の種々の位置に関連する原動トルクまたは抵抗トルクの値を修正するためにコンピュータを使用し、修正は電気的または流体的回生装置の動作モードの関数としてなされることを提案している。提案された解決策は、ペダルとＰＴとの間に挿入される特定目的のコンピュータを搭載し、コンピュータからペダル、回生システムおよびＰＴまで配線することを前提とするため、実施するのは高価である。文書は、ペダルが挙動するやり方に対する修正において、運転のしやすさがいかに考慮されるかについて明記していない。

さらに、車両のバッテリは、それらの最大充電レベルを超えて再充電されえない。それゆえ、回生制動のレベルは、バッテリが、その完全充電レベルに徐々に近づくにつれて制限される必要があり、この回生制動は、バッテリ充電が減少すると、再び増加される必要がある。文書は、いかにして、これらの変化をバッテリ充電レベルの関数として取り扱うかについても提案していない。

本発明の１つの目的は、運転者が車両の車輪に印加された抵抗トルクまたは原動トルクのレベルを計量し、同時に、車両のバッテリ充電の関数として、利用可能な抵抗減速トルクを変化させることを可能にするスロットルペダル（または徐々に変わる設定点を伝達するための他の同等な装置）を使用して、車輪におけるトルクを制御するシステムである。システムは、とりわけペダルの直感的な使用によって、かつ車両が一貫性のあるやり方で連続的に挙動することを確実にすることによって、運転のしやすさを維持する必要がある。

本発明の一主題は、バッテリに接続されかつ少なくとも１つの被駆動車輪に接続された少なくとも１つの電動モータを装備した車両の車輪におけるトルクを制御する方法であり、モータは、車両を減速する間にバッテリを再充電するための発電機として動作することが可能である。第１の制動調節（ｂｒａｋｉｎｇ−ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ）移動範囲および第２の加速調節（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ−ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ）移動範囲が、車両のスロットルペダルの移動に課せられ、制動調節移動範囲は、バッテリ充電の連続減少関数である。したがって、制動調節移動範囲は、例えば全ペダル移動範囲の０．２〜０．４倍の値である最大値と、例えば移動範囲ゼロであってよい最小値との間で、バッテリ充電の関数として変わることができる。

ペダルへの作用が存在しないとき、車両速度およびバッテリ充電の連続関数である最小トルク関数のトルクが、車輪に印加されてよい。この関数は、原動トルク、または限界速度より低い速度範囲にわたってゼロであるトルクを示し、この関数は、限界速度より高い速度範囲にわたってバッテリ充電に対して減少する絶対値を有し、且つ少なくとも一点においてゼロでない抵抗トルクを示す。

有利には、ペダルがその最大移動範囲の位置にあるとき、車輪に課せられるトルクは、車両速度のみの関数として連続的に変化する原動トルクを示す最大トルク関数である。

好ましくは、最大トルク関数は、その絶対値が車両速度に対して減少する関数である。

限界速度より高い速度範囲にわたって、ペダルの中立点、即ち、原動トルクおよび抵抗トルクのいずれもが車輪に印加されないペダルの移動は、バッテリ充電とともに減少する第１の連続非飽和関数と、速度とともに増加する第２の連続関数との積であってよい。

好ましい一実施形態では、最小トルク関数が、車両速度の関数としてマップ化された基準関数から、この基準関数に、その絶対値がバッテリ充電の減少連続関数である閾値再充電トルクに等しい、抵抗トルクまたはゼロトルクの閾値を適用することによって得られる。

非飽和関数が、閾値再充電トルクを基準関数の最大の抵抗トルク値で除した商に等しくなるように選択されてよい。

有利には、限界速度より高い速度範囲に属する所与の車両速度に対して、車輪に適用されたトルクの値が、中立点のそれぞれの側におけるペダルの移動の２つの範囲のそれぞれにおいて、ペダルがその中立点から離れる距離の線形関数として変化する。

有利には、限界速度より低い所与の車両速度に対して、車輪に課せられるトルクの値が、ペダルの全移動範囲にわたって直線的に変化する

別の態様では、本発明の主題は、バッテリに接続されかつ少なくとも１つの被駆動車輪に接続された少なくとも１つの電動モータを装備した車両の車輪におけるトルクを制御するシステムである。電動モータは、車両を減速する間に、バッテリを再充電するための発電機として動作することができる。システムは、電子制御装置に接続されたスロットルペダルを備える。電子制御装置は、ペダルの位置にしたがって、電動モータを含む伝動機構を介して原動トルクまたは抵抗トルクを被駆動車輪に適用するように構成される。電子制御装置は、第１の制動調節移動範囲に従ってスロットルペダルを移動させ、かつその振幅がバッテリ充電の連続増加関数である第２の加速調節移動範囲に従ってスロットルペダルを移動させる。

実施形態の代替形態によれば、伝動機構は電動モータのみを備える。

実施形態の別の代替形態によれば、伝動機構は、少なくとも１つの燃焼機関と少なくとも１つの電動モータとを備える。

本発明は、全く非限定的な例によって取り上げられ、添付の図面で図示された、一実施形態の詳細な説明を読めば、より深く理解されるであろう。

本発明による制御システムを装備したハイブリッド車両の概略図である。 図１の制御システムで使用されるマップ化曲線の一例のグラフである。 図１の制御システムで使用されるマップから推定される曲線の一例のグラフである。 図１の制御システムで使用される最小トルク設定点関数の三次元描写の図である。 図２および図３を解釈する一方法を例示するグラフである。 図１の制御システムで使用されるマップ化曲線の一例のグラフである。 本発明による制御方法を要約する図である。

図１に例示されるように、ハイブリッド車両１は、２つの被駆動車輪３を支持する前車軸２を装備され、かつ２つの被駆動車輪５を支持する後車軸４を装備される。前輪３の回転は、とりわけクラッチと歯車箱とを備える変速機システム６を介して、燃焼機関７で駆動されてよい。

電動モータ８は、減速歯車箱（図示せず）を介して、後輪５と一体になって回転することができるように位置決めされる。電動モータ８は、バッテリ９に接続され、バッテリ９から電動モータ８は、原動トルクを車輪５に印加するための電気エネルギーを引き出すことができ、または、電動モータ８はバッテリ９に、「回生制動トルク」としても知られる抵抗トルクをモータが車輪５に印加しているときに作成される電流を送ることができる。バッテリ９は、バッテリ９の充電レベルを示す値ＳＯＣ（充電状態）を計算することができる局所コンピュータ１０に接続される。

電子制御装置１１は、接続１２を介して燃焼機関７で車両の前輪軸システムに印加されるトルクを制御し、接続１３を介して電動モータ８で車両の後輪軸システムに印加されるトルクを制御する。従来の方法における電子制御装置は、マイクロプロセッサもしくは中央処理装置、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、アナログ−ディジタル変換器および種々の入出力インターフェースを備える。

また、電子制御装置１１は、接続１４を介して充電状態コンピュータ１０に接続され、接続１５によって車両の輪軸システムのうちの１つに置かれた回転計数器１６に接続され、電子制御装置１１が車両の走行速度Ｖを評価することを可能にする。また、電子制御装置１１は、接続群１７によって、とりわけスロットルペダル１８を含むマン−マシンインターフェース１９に接続される。電子制御装置１１は、内部メモリまたは外部メモリの中に、車両速度Ｖ、およびバッテリの充電もしくはＳＯＣの関数がマップ化されるマップ２０、２１、２２および２３を含む。電子制御装置１１は、接続１７を介して、スロットルペダル１８の位置を示す値αを受ける。値αは、例えば、原点「０」の位置として、ペダルが自由である位置、即ち、運転者が足をペダルの上に載せていない位置を取り、値「１」を、ペダルが完全に踏み込まれた位置に割り当てる、ペダルの相対的な角度位置であってよい。

電子制御装置は、接続１４を介して、バッテリ９の充電状態を示すＳＯＣ値を受ける。バッテリの充電状態ＳＯＣの値、ペダル１８の角度位置αの値および回転計数器１６を使用して測定された車両速度Ｖの値を使用して、かつ、マップ２０、２１、２２および２３を使用して、電子制御装置１１は、出願者らが後で説明する方法を使用して、エンジン７およびモータ８によって車輪に印加されるべき、車輪におけるトルクに対する設定点Ｃを確定する。トルク設定点Ｃが正の値であるならば、即ち、運転者が車輪における原動トルクを要求しているならば、電子制御装置は、所望のトルクを得るために、電動モータもしくは燃焼機関のいずれかを、または電動モータおよび燃焼機関の両方を同時に、作動させる。

エンジンとモータとの間の推進トルクＣの配分は、例えば、利用可能な電気エネルギーおよび燃料の蓄積によって決まる（例えば、モータ８が、燃焼機関７によって送り出されるトルクからエネルギーを取り入れることによって電流発生器として作用する）か、またはマン−マシンインターフェース１９を使用した運転者からの特定の命令（例えば、市街地で電気モードだけで運転すること）によって決まる。設定点トルクＣが負であるとき、即ち、車両の運転者が制動トルクまたは車両の減速を要求しているときは、抵抗トルクは、とりわけエンジン７のシリンダ内のピストンの摩擦に相当する、燃焼機関７によって発生されたエンジン制動トルクと、電流が作成されバッテリ９に送られることを可能にする電動モータ８によって発生される回生制動トルクとの合計となる。

次いで、電子制御装置１１は、エンジン制動を車両速度に適合させるように燃焼機関７を制御し、かつ電動モータ８に相補的な抵抗トルクを発生させて、抵抗トルクＣの総合的設定点を得ることを可能にするように電動モータ８を制御する。

図２は、例えば、図１のマップ２２に対応する、図１のシステムの動作曲線のうちの１つを描く。この図２は、スロットルペダルが最大移動の位置にあるとき、すなわちα＝１のときに、電子制御装置によって送り出されるエンジントルク設定点Ｃ（選択された符号規約（ｓｉｇｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）を使用する正トルク）を表現する曲線Ｃｍａｘを描く。このエンジントルク設定点は、車両速度Ｖだけの関数である。この関数は、真に正であり、速度Ｖの減少関数である。この曲線でカバーされる範囲は、正の車両速度を含み、同時に、数キロメートル毎時程度の負の速度まで延びる。これらのわずかに負の速度は、例えば、車両が坂を上方に前進しようとしているときに、正の原動トルクが車輪に印加されているにもかかわらず、車両が後方に転動している場合に対応する。この最大トルク関数Ｃｍａｘは、全電気的動力供給車両の場合に、特によく当てはまる。ハイブリッド車両の場合は、全車両速度範囲にわたって減少関数でない最大トルク関数を考え出すことができる。

図３は、例えば、図１のマップ２０およびマップ２３から構築されうる、図１のシステムの動作曲線を例示する。この図３は、ペダル１８が完全に上がった位置にあるとき、すなわちα＝０のときに、電子制御装置によって送り出される設定点トルクＣｍｉｎを表現する曲線を実線で示す。このトルク設定点Ｃｍｉｎは、本明細書では、バッテリの所与の充電状態ＳＯＣに対して描かれる。各充電状態ＳＯＣの値に対して、設定点トルクＣｍｉｎは、車両速度Ｖの関数である。小さいかまたはわずかに負の車両速度値に対して、トルク設定点Ｃｍｉｎは正であり、即ち、原動トルクが車輪に印加される。次いで、トルク設定点Ｃｍｉｎは、車両速度の関数として減少し、速度Ｖ_０に対してゼロになり、Ｖ_０より高い値に対して負（抵抗トルク）のままである。Ｖ_０より高い速度範囲内では、トルクＣｍｉｎは、まず第１に、速度とともに減少し、再び増加する前まで、即ち、絶対値に関してＣｍｉｎが高い車両速度に対して減少する前までは、最小を通って進む。このように定義された挙動曲線は、燃焼機関および一連の歯車箱を装着された車両が挙動する通常のやり方に類似する、車両速度の関数としての車両挙動をもたらす。

バッテリの充電状態ＳＯＣに対応する足を載せない設定点トルクＣｍｉｎの各曲線は、図１のマップ２３に記憶された、点線で描かれた準線曲線（ｄｉｒｅｃｔｒｉｘ ｃｕｒｖｅ）Ｃｍｉｎ_０から推定されてよい。バッテリの所与の充電状態ＳＯＣに対応する最小トルクＣｍｉｎの各曲線は、曲線Ｃｍｉｎ_０を、同じくバッテリの充電状態の関数である抵抗トルク値Ｃｓａｔによって、絶対値で低減することによって得られる。準線曲線Ｃｍｉｎ_０を読み取ることができる、絶対値において最高の値を有する抵抗トルクが、値Ｃｓａｔ_ｍａｘで表示される。低いバッテリの充電値に対して、値Ｃｓａｔは、曲線Ｃｍｉｎ_０の最小のＣｓａｔ_ｍａｘに等しい。バッテリの現在の充電レベルに対応する設定点トルクＣｍｉｎの曲線は、したがって、準線曲線Ｃｍｉｎ_０と一致する。バッテリの充電は徐々に増加するので、電動モータ８および燃焼機関７から成る伝動機構が車両１の移動に抗して発生させることができる最大の抵抗トルクを表現する値Ｃｓａｔは、絶対値において減少する。バッテリがそれ以上に充電されえないとき、Ｃｓａｔは、エンジン７のみからのエンジン制動トルクに相当する抵抗トルク値に達する。

低減された値Ｃｓａｔは、バッテリ充電の値ＳＯＣの関数としてマップ化されてよい。また、この低減された値Ｃｓａｔは、例えば図１のマップ２０において、充電状態ＳＯＣの連続増加関数である飽和関数τを介して間接的にマップ化されてよい。この関数τは、例えば、現在のバッテリの充電に対応する低減されたトルクＣｓａｔと、バッテリがその最小充電レベル、すなわち、

にあるときに利用可能な最高の抵抗トルクＣｓａｔ_ｍａｘとの間の比の１の補数となるように選択される。

したがって、電子制御装置１１は、マップ２０と関係
Ｃｓａｔ（ＳＯＣ）＝Ｃｓａｔ（τ）＝（１−τ）Ｃｓａｔ_ｍａｘ
とを使用して、低減されたトルクＣｓａｔを推定することができる。

関数τは、ゼロ（最小充電レベルのバッテリに対して）と、１以下の最大値τ_ｍａｘとの間を増加する連続関数である。値τ_ｍａｘは、全電気的動力供給車両の場合に、１に等しくなる。というのは、そのような車両は、燃焼機関からの制動トルクを全く持たないからである。飽和関数τは、バッテリ充電のレベルを示す値として、ＳＯＣ値の代わりに使用されてよい。コンピュータ１０が、バッテリの充電状態を定量化するために、値τを直接送り出す、本発明の代替形態を考え出すことも可能である。

バッテリ充電が増加するのにつれて減少する絶対値とともに低減する値Ｃｓａｔをバッテリ充電の連続関数として変化させるように選択することによって、ペダル１８が上がっているときに電子制御装置によって送り出される設定点トルクを表現する値Ｃｍｉｎの範囲が得られる。図４に描かれる、このように定義された関数Ｃｍｉｎは、車両速度Ｖおよびバッテリ充電の連続関数であり、このバッテリ充電は、最初の変数ＳＯＣまたは飽和関数τのいずれかに関して表現されることが可能である。

図５は、車両速度Ｖの関数として、かつ飽和関数の値τによって特徴付けられたバッテリの所与のＳＯＣに対して、図１の電子制御装置１１によって車輪に適用された設定点トルクの変化の範囲のグラフ表示である。限界速度Ｖ_０より高い車両速度Ｖ１に対して、ペダルにおける設定点トルクの範囲は、真っ直ぐな線分ＡＢによって範囲を定められる。点Ａは、完全に踏み込まれたペダルの位置、すなわち値α＝１に対応する。α＝１に対して、車輪に印加されるトルクは、速度Ｖの関数として図２の曲線Ｃｍａｘから読み取ることができる原動トルクの値Ｃｍａｘ_１である。点Ｂは、完全に開放されたペダルの位置、すなわち値α＝０、に対応する。車輪に適用された設定点トルクは、それゆえ、値Ｃｍｉｎ_１の抵抗トルクであり、Ｃｍｉｎ_１は、Ｖの関数としての準線曲線Ｃｍｉｎ_０から、バッテリ充電のレベルの関数である閾値トルク値Ｃｓａｔ（τ）だけ低減された、図３の作図から推定されてよい。２つの末端の角度位置α＝０とα＝１との間で、設定点トルクは、文字Ｘで表示される角度位置に対して相殺される。

Ｖ_０より低い速度値に対して、設定点トルクは、真に正のトルク値Ｃｍａｘと正かゼロのトルク値Ｃｍｉｎとの間で変化する。中立点Ｘにおける値は、それゆえ、慣習により、ゼロに等しいものとみなされる。

Ｖ_０より高い速度に対して、運転者がスロットルペダルを開放することによって得ることができる最大抵抗トルクＣｓａｔ（τ）は、バッテリ充電とともに減少する。また、本発明は、バッテリ充電が増加するときに、抵抗トルクに割り当てられるペダルの移動範囲が低減されることを提案する。

図６は、図５に定義される中立点関数Ｘを変化させる１つの可能な方法を例示する。図５に描かれる関数Ｘ（τ，Ｖ）は、連続関数ｆ（Ｖ）と、バッテリ充電ＳＯＣの連続関数である関数ｇとの積であり、この充電に対して減少する。それゆえ、同じ方法で、関数Ｘ（τ，Ｖ）は、飽和関数τの連続減少関数であると言うことができる。例えば、関数ｇは、飽和関数τの１の補数、すなわちｇ＝１−τに等しくなるように選択されてよい。

図６に例示される例では、関数ｆは、限界速度Ｖ_０より低い速度に対してゼロ関数である。関数ｆは、速度Ｖα_ｍａｘより高い速度に対して、限界位置α_ｍａｘに等しい。関数ｆは、Ｖ_０とＶα_ｍａｘとの間で、例えば直線的に増加する。値α_ｍａｘは、制動トルクの調節に割り当てられることが望ましい、最大のペダルの移動範囲である。値α_ｍａｘは、例えばペダルの全移動範囲のほぼ１／３を表現してよく、例えば０．２と０．４との間であってよい。関数Ｘは、車両速度の連続関数である関数ｆと、バッテリ充電の連続関数である関数ｇとの積として定義され、それゆえ、速度と充電との連続関数である。

速度Ｖα_ｍａｘは、限界速度Ｖ_０より数ｋｍ／ｈ高い。これらの２つの速度は、通常、５ｋｍ／ｈと１５ｋｍ／ｈとの間に存在してよく、例えばＶ_０が７〜８ｋｍ／ｈ付近に存在してよく、Ｖα_ｍａｘが９〜１１ｋｍ／ｈ付近に存在してよい。Ｖ_０より低い速度は、車両がゆっくり進む速度、即ち、たとえ運転者がスロットルペダルに足を載せずに完全に浮かせても、車両がじわじわと前進する傾向を有する速度に相当する。速度Ｖα_ｍａｘは遷移速度であり、その速度を超えると、運転者にとってより直感的にペダルを利用できるように、中立点は、もはや、速度の関数として変化することはない。

速度Ｖ_０とＶα_ｍａｘとの間の直線的な変化は、車両の動き出しと車両が巡航速度に達した時点との間でペダルが挙動するやり方の連続性を確実にする。飽和レベルτ＝０に対して、即ち充電がほとんどないかまたは全くないバッテリに対して、中立点は、関数ｆ（Ｖ）として変化する。バッテリが徐々に充電されるようになり、飽和レベルτが増加するにつれて、関数Ｘ＝ｆ（Ｖ）×ｇ（τ）は減少する。バッテリが完全に充電されると、飽和レベルτは、車両において利用可能なエンジン制動トルクによって決まる値τ_ｍａｘに達する。エンジン制動が低いならば、τ_ｍａｘは値１に近くなり、関数Ｘ（τ，Ｖ）はゼロ関数に近くなる。

中立点の位置Ｘが、車両の現在速度およびバッテリの現在の充電状態に対して定義されると、車輪におけるトルクに対する設定点Ｃは、ペダルの各位置αに付随する。このことは、中立点位置α＝Ｘとペダルが完全に踏み込まれた位置α＝１との間で、車輪におけるトルクの変化が、連続単調増加関数となるようなやり方でなされる。また、このことは、ペダルの最小の踏み込み位置α＝０と中立点の位置α＝Ｘとの間で、車輪におけるトルクの変化が、連続的に単調増加する、即ち、（トルクは、選択された符号規約が負である抵抗トルクであるため）絶対値に関して減少するやり方でなされる。

例えば、車輪におけるトルクは、Ｖ_０より高い速度値Ｖに対して、かつＸと１との間のαに対して、以下の精細な関数

を使用して、中立点（α−Ｘ）までの距離に比例して変化させられてよい。

Ｖ_０より高い速度値Ｖに対して、かつ０とＸとの間のαに対して、トルクＣはまた、以下の精細な関数

を使用して、中立点Ｘ−αまでの距離に関して直線的に変化させられてよい。

限界速度Ｖ_０より低い速度に対して、中立点Ｘは、慣習により、ゼロに等しくなるように取られ、２つの末端のペダル位置の間に、設定点トルクの符号の変更は存在しない。設定点トルクは、それゆえ、以下の精細な関数Ｃ（α）：
Ｃ（α）＝Ｃｍｉｎ（τ、Ｖ）＋α（Ｃｍａｘ（Ｖ）−Ｃｍｉｎ（τ、Ｖ））
を使用して変化させられてよい。

上の３つの領域に対して定義された３つの精細な関数は、以下の

（式１）
として表される、区分的に精細な連続関数に要約されてよい。

それゆえ、このことは、最大トルク設定点Ｃｍａｘと、最小トルク設定点Ｃｍｉｎの値と、中立点の位置Ｘとを考慮に入れた、ペダルの位置αに関する設定点トルクＣにおける連続的な変化をもたらす。

図７は、図１の電子制御装置１１による、車輪におけるトルクに対する設定点Ｃ（α）を評価する方法を要約する図である。図７は、図１と共通の要素を含み、それゆえ、同じ要素は同じ参照記号を持つ。接続１５を介して、電子制御装置１１は、車両速度に対応する値Ｖを受ける。電子制御装置１１は、加速ペダルが完全に踏み込まれた位置にある場合に、この車両速度に割り当てられるであろう車輪におけるトルクに対応する最大トルク値Ｃｍａｘ（Ｖ）をマップ２２の中で探すために、この値Ｖを使用する。電子制御装置１１は、この値Ｃｍａｘ（Ｖ）を評価器３２の１つの入力に送付する。

また、電子制御装置１１は、バッテリが最小充電レベルにある場合に、ペダルがこの同じ速度Ｖに対して有するであろう中立点の位置に対応する値ｆ（Ｖ）をマップ２１の中で探すために、値Ｖを使用する。電子制御装置１１は、この値ｆ（Ｖ）を乗算器３０の第１の入力に送付する。

電子制御装置１１は、最後に、スロットルペダルが完全に解放される場合、およびバッテリが最小レベルの充電にある場合に、この同じ速度Ｖに対して車輪に適用されたトルクの値となるであろう値Ｃｍｉｎ_０（Ｖ）をマップ２３の中で探すために、車両速度値Ｖを使用する。電子制御装置１１は、この値を比較器３４の入力に送付する。

接続１４を介して、電子制御装置１１はまた、バッテリの充電状態を示すＳＯＣ値を受ける。電子制御装置１１は、利用可能な抵抗トルクの飽和のレベルを示す値τをマップ２０の中で探すために、このＳＯＣ値を使用する。この値τは、減算器３１の負入力に送付され、減算器３１は、その正入力に値１を受ける。値（１−τ）を送り出す減算器３１からの出力は、乗算器３０の一入力に接続される。乗算器３０からの出力は、中立点の値Ｘ（τ、Ｖ）を送り出し、その値は、評価器３２の一入力に送付される。

また、減算器３１からの出力は、乗算器３３の一入力に接続され、乗算器３３は、その第２の入力に、マップ２３の曲線から読み取られうる最高の抵抗トルクに対応する値である、定数の値Ｃｓａｔ_ｍａｘを受ける。

乗算器３３からの出力は、値Ｃｓａｔ（τ）を送り出し、その値は、比較器３４の一入力に送付される。

比較器３４は、２つの抵抗トルクＣｓａｔ（τ）とＣｍｉｎ_０（Ｖ）とを比較し、２つのトルクのうちで絶対値に関して最小である方の１つに、値Ｃｍｉｎ（τ、Ｖ）を割り当て、その値を評価器３２の一入力に送付する。

それゆえ、評価器３２は、３つの第１の入力において、最大トルク値Ｃｍａｘ（Ｖ）、最小トルク値Ｃｍｉｎ（τ、Ｖ）および中立点Ｘ（τ、Ｖ）を受ける。

接続１７を介して、電子制御装置１１は、ペダル１８の位置を表現する値αを受ける。電子制御装置１１は、この値αを評価器３２の第４の入力に送付し、評価器３２は、値α、Ｃｍａｘ（Ｖ）、Ｃｍｉｎ（τ、Ｖ）およびＸ（τ、Ｖ）を使用し、式１を使用して車輪における設定点トルクＣ（α）を計算する。

本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、多くの方法で変化させられてよい。当然ながら、スロットルペダルは、徐々に変わる設定点を伝達するための任意の他の同等の装置、例えば回転式手動レバーによって置き換えられてよく、および／または角度的移動範囲ではなく直線的移動範囲を検出してよい。

さらに、車両の挙動の連続性を改善するために、大きな電力消費物のスイッチが入るときに、ペダルがその挙動を変えることが避けられるように、飽和関数τをゆっくり時間をかけて平滑することが実施されてよい。

本方法で使用される関数ＣｍｉｎおよびＣｍａｘは、いずれも、バッテリ充電の関数として変化可能であってよく、かつ準線曲線から再計算されるのではなく、車両速度およびバッテリ充電である２変数の１関数として直接マップ化することが可能である。

また、中立点Ｘ_τ（Ｖ）の曲線は、関数ｆ（Ｖ）に、（１−τ）ではなく係数ｇ（τ）を乗じた積であるものとして定義されてよい。関数ｇ（τ）は、それゆえ、τの連続減少関数となる。この場合は、関数ｇは、バッテリの充電状態ＳＯＣの関数として、または利用可能な抵抗トルクの飽和レベルτの関数として特定のマップによってカバーされてよい。

本発明は、ハイブリッド動力供給車両に対して適用されうるのと同様に、全電気的動力供給車両に対しても適用されうる。全電気車両の場合は、バッテリが完全に充電されると、利用可能なエンジン制動も回生制動も存在せず、それゆえ、τは値１を割り当てられ、中立点は、速度の全範囲にわたって、足をペダルに載せない位置（Ｘ＝０）に一致したままである。

足を載せないトルク設定点が、常にＣｍｉｎ_０曲線を追従し、運転者は、所与の速度および所与のスロットルペダル位置に対して常に同じトルクを得る、システムの「一貫性のある挙動」の変形を考案することが可能である。したがって、システムは、印加される回生制動トルク（または、ハイブリッド動力源の場合は、回生制動トルクとエンジン制動トルクとの和）を確定するために、前と同じＣｍｉｎ曲線を使用し、かつ車両のバッテリが満充電のときに回生制動に足されるべき流体制動の補数を計算するために、曲線Ｃｍｉｎ_０を使用する。この変形では、中立点の位置は、車両速度のみの関数である。

車両は、いくつかの電動モータまたはいくつかの燃焼機関を備えてよい。したがって、本発明による電子制御装置によって課せられるトルクは、車輪に印加される合計トルクとなる。ハイブリッド動力源の場合は、このトルクは、ある構成では、燃焼機関で発生された原動トルクと、バッテリを再充電するために同時に印加された回生制動トルクとの合計であってよい。

上の説明は、正値を原動トルクに割り当て、負値を抵抗トルクに割り当てる慣習に基づいていることにも留意されたい。本発明による制御システムは、反対の符号規約を使用することができ、曲線の変化の方向は、それに応じて再定義される必要がある。同様に、車両の走行方向における速度が負になるように選択することによって、車両速度の符号に対して、反対の規約が選択されてよい。したがって、曲線の変化の方向および符号に関する記述が、それに応じて適合される必要があろう。

本発明は、計算ユニットの形で構築されており、このことは、物理的に独立している電子的構成要素もしくはコンピュータを使用してなされてよく、または、ソフトウェアの形で記述される、すべての論理ユニットおよび計算ユニットをプログラムすることによってなされてよい。対応するプログラムおよびそのサブルーチンは、中央電子制御装置に内蔵されてよく、または内蔵されなくてよい、１つまたは複数のコンピュータに組み込まれてよい。

本発明によるシステムは、「足をペダルに載せない」制動が利用可能であるとき、運転者が、車輪に印加する必要のあるトルクを直感的に計量することを可能にする。車両の挙動が進化するやり方は、バッテリの充電状態の関数として、徐々に変化する。したがって、このことが、突然のトルクの変化に運転者が驚くことを避け、運転者が現在の挙動の範囲に慣れることを可能にする。その「一貫性のある挙動」の変形において、システムは、ユーザにとって分かりやすい。この変形において、システムは、減速の力が回生制動と消散的流体制動との間で分配されることを可能にし、それにより、バッテリの再充電を最適化する。

システムは、車両のエネルギー収支およびバッテリ寿命、それゆえ総合的二酸化炭素排出量を最適化することを可能にする。システムは、直感的な車両運転を可能にし、そのことが、運転のしやすさと搭乗者の安全に貢献する。

Claims (12)

1. バッテリ（９）と少なくとも１つの被駆動車輪（５）とに接続された少なくとも１つの電動モータ（８）を装備した車両（１）の車輪（３、５）におけるトルクを制御する方法であって、前記モータが、前記車両を減速する間に前記バッテリを再充電するための発電機として動作することが可能であり、第１の制動調節移動範囲と第２の加速調節移動範囲とに従って前記車両のスロットルペダル（１８）が移動し、前記制動調節移動範囲が前記バッテリ充電の連続減少関数である、方法。
2. 前記ペダル（１８）への作用がないとき、車両速度（Ｖ）およびバッテリ充電（τ、ＳＯＣ）の連続関数である最小トルク関数（Ｃｍｉｎ）であるトルク（Ｃ）が前記車輪に印加され、この関数が、原動トルク、または限界速度（Ｖｏ）より低い速度範囲にわたってゼロであるトルクを示し、且つ前記限界速度（Ｖｏ）より高い速度範囲にわたってバッテリ充電（τ、ＳＯＣ）に対して減少する絶対値を有するトルクであって、少なくとも一点においてゼロでない抵抗トルクを示す、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記ペダル（１８）がその最大移動範囲の位置にあるとき、前記車輪に適用される前記トルク（Ｃ）が、車両速度（Ｖ）のみの関数として連続的に変化する原動トルクを示す最大トルク関数（Ｃｍａｘ）である、請求項１または２に記載の制御方法。
4. 前記最大トルク関数（Ｃｍａｘ）が、絶対値が車両速度（Ｖ）に対して減少する関数である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の制御方法。
5. 前記限界速度（Ｖｏ）より高い速度範囲にわたって、前記ペダル（１８）の中立点（Ｘ）、即ち原動トルクも抵抗トルクも前記車輪に印加されない前記ペダル（１８）の前記移動が、バッテリ充電とともに減少する第１の連続非飽和関数と、速度とともに増加する第２の連続関数（ｆ（Ｖ））との積である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の制御方法。
6. 前記最小トルク関数（Ｃｍｉｎ）が、車両速度（Ｖ）の関数としてマップ化された基準関数（Ｃｍｉｎ_０）から、この関数（Ｃｍｉｎ_０）に、その絶対値がバッテリ充電の減少連続関数（τ、ＳＯＣ）である閾値再充電トルクに等しい抵抗トルクまたはゼロトルクの閾値（Ｃｓａｔ）を適用することによって得られる、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の制御方法。
7. 前記非飽和関数が、前記閾値再充電トルク（Ｃｓａｔ）を前記基準関数（Ｃｍｉｎ_０）の最高の抵抗トルク値（Ｃｓａｔ_ｍａｘ）で除した商に等しい、請求項５または６に記載の制御方法。
8. 前記限界速度（Ｖｏ）より高い速度範囲に属する所与の車両速度について、前記車輪に適用された前記トルク（Ｃ）の値が、前記ペダルの中立点のそれぞれの側における前記ペダルの移動の２つの範囲のそれぞれにおいて、前記ペダル（１８）の中立点（Ｘ）からの距離の線形関数として変化する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の制御方法。
9. 前記限界速度（Ｖｏ）より低い所与の車両速度について、前記車輪に適用された前記トルクの前記値が、前記ペダル（１８）の全移動範囲にわたって直線的に変化する、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の制御方法。
10. バッテリ（９）と少なくとも１つの被駆動車輪（５）とに接続された少なくとも１つの電動モータ（８）を装備した車両（１）の車輪におけるトルクを制御するシステムであり、電子制御装置（１１）に接続されたスロットルペダル（１８）を備え、前記電動モータが、前記車両を減速する間に前記バッテリを再充電するための発電機として動作することが可能であり、前記電子制御装置が、前記ペダルの位置に応じて、前記電動モータ（８）を含む伝動機構を介して原動トルクまたは抵抗トルクを前記被駆動車輪に適用するように構成されており、前記電子制御装置（１１）が、前記スロットルペダル（１８）の移動に対して、第１の制動調節移動範囲と、その振幅がバッテリ充電の連続増加関数である第２の加速調節移動範囲とを適用することを特徴とする、システム。
11. 前記伝動機構が電動モータ（８）のみを備えている、請求項１０に記載の制御システム。
12. 前記伝動機構が、少なくとも１つの燃焼機関（７）と少なくとも１つの電動モータ（８）とを備えている、請求項１１に記載の制御システム。

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