JP2013514234A - 自動車の推進力能力の決定方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車（１）を推進させるために様々な速度伝達比をとるように構成されかつ少なくとも１つのエンジン（１０）および少なくとも１つの変速機（２０）を備える伝動機構が装備された前記自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定する方法に関する。この第１のパラメータＲ_Ｆは、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて決定され、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘは、現在速度伝達比で自動車（１）のために利用可能な最大推進力であり、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、自動車（１）の現在走行抵抗である。本発明は、また、そのようなパラメータの使用に関し、さらにそのようなパラメータに関連したコンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品、システムおよび自動車に関する。

Description

本発明は、自動車の推進力能力を表すパラメータを決定する方法に関する。特に、本発明は、独立請求項１のプリアンブルに記載の方法に関する。本発明は、また、そのようなパラメータの使用に関し、さらにコンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品、そのようなパラメータに関連したシステムおよび自動車に関する。

図１は、自動車１、例えば乗用車、またはトラックやバスなどの大型自動車の伝動機構の部分を模式的に示す。伝動機構は、エンジン１０を備え、このエンジン１０は、この場合、軸によってクラッチデバイス４０を介して変速機２０の第１の端に機械的に接続されている。変速機２０は、変速機２０の第２の端がプロペラ軸５０によって後ろ車軸に関連した差動ギヤ３０に機械的に接続されている。後ろ車軸は、自動車１の図示されない動力輪を駆動する左および右駆動軸６０を備えている。

この良く知られた配列によって、エンジン１０の機械的仕事は、クラッチデバイス４０、変速機２０、プロペラ軸５０、差動ギヤ３０および駆動軸６０のようないくつかの伝達デバイスを介して、自動車１を推進させるために動力輪に伝えられる。変速機２０は、自動車１を前に推進させるいくつかの前進ギヤと、また、普通１つまたは複数の後退ギヤとを持っている伝達デバイスである。前進ギヤの数はいろいろであるが、例えば、より近代的な種類のトラックでは、１２個の前進ギヤが普通である。

伝動機構の速度伝達比は変化することができ、それによって伝動機構が様々な比をとることができるようになる（すなわち、様々な速度伝達比構成）。様々な比は、とりわけ、変速機２０で現在噛み合っているギヤおよび差動ギヤ３０の比に依存する。留意される可能性のあることであるが、いくつかの異なる個別の速度伝達比をとることができる伝動機構と、また、連続した範囲の比を持つ伝動機構、例えば、いわゆる変換器を有する自動変速機２０または連続可変伝達を有する他の型の変速機２０がある。

その上、大抵の自動車１は、１つまたは複数の電子制御ユニット１１０（ＥＣＵ）を含む制御システムを持っている。前記制御システムの目的は、例えば、エンジン制御、ギヤチェンジ、走行制御、懸架構成、その他などの自動車１の様々な機能に関連することがある１つまたは複数のアクチュエータを用いて自動車１の１つまたは複数の機能を制御／調節することであり、前記制御システムは、いくつかの異なるパラメータ、例えば、現在エンジン速度、現在アクセルペダル位置、現在エンジントルク、および様々なセンサからのデータを使用して、自動車１の様々な機能を制御する。したがって、これらのパラメータは、自動車１の様々な機能を制御する制御システムで入力パラメータとして使用される。

本発明の目的は、自動車、例えば乗用車、バスまたはトラックの走行状況を考慮に入れたパラメータを決定する方法を提案することである。本発明の他の目的は、例えば自動車の１つまたは複数の機能に関連した用途でそのようなパラメータを使用する方法を提案することである。本発明のさらに他の目的は、従来技術のパラメータを使用することと比べて、自動車の１つまたは複数の機能の制御および／または性能を改善するように使用することができるパラメータを提案することである。

本発明の一態様によれば、上の目的は、自動車（１）を推進させるために様々な速度伝達比をとるように構成されかつ少なくとも１つのエンジン（１０）および少なくとも１つの変速機（２０）を備える伝動機構が装備された前記自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定する方法を使って達成される。この第１のパラメータＲ_Ｆは、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて決定され、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘは、現在速度伝達比で自動車（１）のために利用可能な最大推進力であり、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、自動車（１）の現在走行抵抗である。

上の方法の一実施形態は、さらに、自動車（１）の加速能力を表し上の前記第１のパラメータＲ_Ｆと標準化因子の比として定義される第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定することを含む。上の方法のさらに他の実施形態は、本方法に関連する従属請求項で述べられる。

本発明は、また、上の方法に関連したコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。

本発明の他の態様によれば、上の目的は、自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定するシステムを使って達成され、このシステムは、前記自動車（１）を推進させるために様々な速度伝達比をとるように構成されかつ少なくとも１つのエンジン（１０）および少なくとも１つの変速機（２０）を備える伝動機構が装備された前記自動車（１）の１つまたは複数の機能を制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニット（１１０）を備える。この制御ユニット（１１０）は、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて前記第１のパラメータＲ_Ｆを決定するように構成され、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘは現在速度伝達比で自動車（１）のために利用可能な最大推進力であり、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは自動車（１）の現在走行抵抗である。

上のシステムの実施形態は、本システムに関連する従属請求項で述べられる。

本発明は、さらに、上の方法またはシステムのいずれかに従って決定されるパラメータの使用に関する。本発明は、また、少なくとも１つのそのようなシステムを備える自動車に関する。

本発明による方法およびシステムは、自動車の推進力能力を決定するとき、自動車の走行状況を含みかつ考慮に入れるパラメータをもたらす。したがって、そのようなパラメータは、様々な機能の制御および監視に関連した用途の範囲で使用することができ、１つの直接的な用途は、仮想アクセルペダル位置または仮想ドライバのモデル化である。さらに、どんな前記モデル化の結果も、それ自体、他の用途で、例えば、ギヤチェンジ方策の選択およびドライバのためのヒントの表示で間接的に使用することができる。

本発明によるデバイスおよびシステムに関係した有利点および用途は、下に示される詳細な説明によって示される。

以下に示される本発明の詳細な説明は、添付の図面に関連して本発明の実施形態を説明する。

自動車の伝動機構の一部を模式的に示す図である。 エンジンの速度の関数として最大トルクを示すグラフである。 自動車の加速能力を表す値を仮想アクセルペダル値に変換する写像関数を示すグラフである。 走行制御設定に関連して自動車の加速能力を表す値を仮想アクセルペダル値に変換する写像関数を示すグラフである。 自動車の加速能力の関数として空気圧縮機の基準圧力を示すグラフであり、自動車の空気タンクが加圧されるべきときを決定する際に使用可能である。 変速機のダウンシフト線およびアップシフト線を示すグラフである。 エンジン目標速度線に関連するダウンシフト線およびアップシフト線を示すグラフである。 本発明に従ったシステムの一部を形成するように意図された制御ユニットを示す図である。 自動車の加速能力の値を使用して仮想アクセルペダル値を決定する流れ図である。

上で言及されたように、自動車１の制御システムは、自動車１の様々な機能を制御するためにいくつかの入力パラメータを使用する。これらの入力パラメータは、例えば、現在エンジン速度、現在アクセルペダル位置、現在エンジントルク、および自動車１に装備された１つまたは複数のセンサからのデータであることがある。

しかし、最先端技術に従ってそのようなパラメータを使用することは、最先端技術に従った入力パラメータが、自動車１の瞬間走行状況を考慮に入れていないので自動車１の機能の制御／調節があまり有利でないやり方で行われることにつながる可能性があり、したがって十分に包括的でない情報内容を持っているといわれる可能性があるという洞察を、本発明者達は得た。例えば、ギヤチェンジの方策は、静的になりやすい可能性があり、さらに、これらの入力パラメータが最先端技術に従って決定されるとき前記走行状況が考慮に入れられていないために、燃料消費は、必要以上になる可能性がある。様々な走行状況の例は、上り勾配、下り勾配、丘の頂上、およびくぼみでの自動車１の運転を含み、すなわち、走行状況は、自動車１の移動方向の道路勾配に実質的に関連するが、また変化する風抵抗、変化する車両重量、その他のような要素にも実質的に関連している。

上記のことは、自動車１の走行状況を考慮に入れるパラメータを決定する方法およびシステムが必要であることを示している。このパラメータは、好ましくは、自動車１の様々な機能に関連した用途の範囲で入力パラメータとして使用される可能性がある。

したがって、本発明は、自動車１、例えば乗用車、バスまたはトラックの推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定する方法に関する。自動車１には、自動車１を推進させるために様々な速度伝達比をとるように構成されかつ少なくとも１つのエンジン１０および少なくとも１つの変速機２０を備える伝達機構が装備されている。

本発明に従って、第１のパラメータＲ_Ｆは、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて決定され、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘは、現在伝動機構速度伝達比で自動車１のために利用可能な最大推進力であり、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、自動車１の現在走行抵抗である。現在伝動機構速度伝達比は、自動車１を推進させる伝動機構のそれぞれの比を意味する。

具体的には、第１のパラメータＲ_Ｆは、現在伝動機構速度伝達比で自動車１をその移動方向に推進させるのに「役立つ」利用可能な推進力の最大和を表す第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと、すなわち自動車１の利用可能な推進力と、自動車１の移動方向またはこれと反対方向に自動車１に作用する推進力の和、つまり自動車１の現在走行抵抗である第２の推進力Ｆ_Ｄｒとの差として解釈されることがある。

図２は、エンジン１０の速度の関数としてのエンジン１０の最大トルク曲線のグラフである。グラフ中の点Ｐ１〜Ｐ３は、最大トルク曲線の様々な区切り点を表している。グラフは、また、エンジン１０がエンジントルクＭ１で速度Ｒ１で動く、したがって、矢印で示されたＭ２−Ｍ１に等しい差だけ最大トルク曲線よりも下で作動している状況の例に関する。したがって、最大推進力は、エンジン１０が現在エンジン速度で最大トルク曲線上で作動する場合に、伝動機構を介して自動車１をその移動方向に推進させる推進力を意味する。

具体的には、本発明の実施形態に従った第１の推進力Ｆ_Ｍａｘは、
Ｆ_Ｍａｘ＝Ｅｎｇ_Ｔｏｌ×ｉ_Ｔｏｌ （１）
として定義され、ここで、Ｅｎｇ_Ｔｏｌは、現在エンジン速度においてエンジン１０の最大エンジントルクで利用可能な捻りモーメントを意味し、ｉ_Ｔｏｌは、動力輪半径を考慮に入れて自動車１の動力輪を含めた動力輪までの伝動機構の現在速度伝達比を意味する。

他の実施形態に従って、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、正の値（例えば、上り勾配で）または負の値（例えば、下り勾配で）をとることができかつ自動車１の移動方向に対して反対方向に作用する推進力である。第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、空気抵抗、転がり抵抗、前記伝動機構での摩擦、慣性モーメント、前記自動車１の重量、道路勾配、すなわち現在走行抵抗に影響を及ぼす要素の中の１つまたは複数のパラメータに依存する。しかし、地理的な地図データおよび同様なものが、また、第２の推進力Ｆ_Ｄｒを決定する際に使用されることがある。というのは、例えば、道路勾配は、関連した地図データから得ることができるからである。

具体的には、本発明の実施形態に従った第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、
Ｆ_Ｄｒ＝Ｆ_Ｒｆ−ｍ×ａ （２）
として定義され、ここで、Ｆ_Ｒｆは、エンジン１０の実際の現在推進力を意味し、ｍは自動車１の重量、ａは自動車１の加速度を意味する。図２の例では、エンジン１０の実際の推進力は、Ｍ１に等しい。

大部分の場合に、第２の推進力Ｆ_Ｄｒは、より多く変化する推進力だろう。というのは、例えば、道路勾配が第２の推進力Ｆ_Ｄｒに影響するパラメータであるからである。しかし、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘもまた変化するだろう。というのは、伝動機構速度伝達比は、変速機２０の現在速度伝達比、自動車１の車輪半径、エンジン１０の最大トルク曲線のばらつき、その他のような要素で変わるからである。しかし、大抵の場合に、エンジンパワーと、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘの式の一部も形成する差動ギヤの速度伝達比とは一定であろう。

本発明のさらに他の実施形態に従って、第１のパラメータは、
Ｒ_Ｆ＝Ｆ_Ｍａｘ−Ｆ_Ｄｒ （３）
として決定され、すなわち、第１のパラメータＲ_Ｆは、式（３）に従った差として定義され、負の値、正の値またはゼロの値をとるだろう。負の差は、自動車１が現在伝動機構速度伝達比で加速することができないこと、すなわち、自動車１がパワー不足で失速する（すなわち、減速する）ことを意味する。ゼロの差は、自動車１は、現在速度を維持することができるがより高速に加速することができないパワー平衡の状態にあることを意味する。正の差は、図２に示されるように、少なくともエンジン１０が、与えられたエンジン速度の最大トルク曲線上で作動する場合には、自動車１は加速する可能性を持っていること、すなわち自動車１はパワー過剰であることを意味する。

第１のパラメータＲ_Ｆは、自動車１の現在推進力能力／加速能力の絶対尺度を与える。というのは、第１のパラメータＲ_Ｆが自動車１の現在特性および走行状況に関連しているからであり、このことは、とりわけ、第１のパラメータＲ_Ｆが使用可能であるためには第１のパラメータＲ_Ｆが前記特性および走行状況に関連している必要があることを意味する。特性の例は、自動車重量、エンジンパワー、および伝動機構構成である。また、走行状況の例は、道路勾配および道路表面である。第１のパラメータＲ_Ｆは、絶対尺度であるので、例えばＲ_Ｆ＝１００００Ｎの値は、１０００ｋｇの重さのある自動車１については大きな加速能力を表し、１０００００ｋｇの重さのある自動車１については非常に小さな加速能力を表す。

対照的に、自動車１の現在利用可能推進力能力に関連して式（３）に従った差の標準化は、自動車の現在加速能力（加速度はもちろん物理学の法則に従って加速度とパワーの間の関係に基づいて第１のパラメータＲ_Ｆから得ることができることを、専門家は理解するだろう）の相対的尺度を与え、この相対的尺度は、自動車が加速することができる能力として解釈されるべきである。到達する結果は、自動車１のエンジンパワー、道路勾配、転がり抵抗、風抵抗、その他についての情報を含む無次元ユニットである。

上記のような相対的尺度の有利点は、利用可能なエンジンパワーのどのくらいが自動車１を加速させることができるために必要とされるかを示す値を、相対的尺度が与えることである。このことは、異なる機能に関連した、例えば速度伝達比の選択、発電機の運転、空気圧縮機の運転、その他に関する制御方策に関連した様々な用途で、前記値が、直接的または間接的に有利に使用可能であることを意味している。Ｒ_Ａｃｃの計算によって、エンジンパワーが自動車１を加速させるのに十分でないだろうという結果が生じた場合に、制御システムは、同時に、最大推進力を供給する速度でエンジン１０を動かそうとしながら、エネルギーを吸収する資源（例えば、空気圧縮機、発電機、その他）を「控えめに使う」ようにすることができる。このことは、制御システムが、例えば空気タンクに空気を満たす代わりに自動車１を推進させるためにエンジン１０のトルクのできるだけ多くを使用しようとすることを意味し、制御システムは、「無料」のエネルギーを使用する可能性があるとき、例えば下り勾配で自動車１のエンジンブレーキ中に、時々これを行うように努力する。したがって、前記パラメータが自動車１の多くの異なる機能で使用可能であることは理解され、以下の説明で、前記パラメータは第２のパラメータＲ_Ａｃｃと呼ばれる。

このように、本発明の実施形態は、自動車１の加速能力を表しかつ第１のパラメータＲ_Ｆと標準化因子の比として決定される第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定する方法に関する。好ましい実施形態では、第２のパラメータは、次式として決定され、

ここで、分母の項は標準化因子であるので、自動車１は、Ｒ_Ａｃｃ＞０である場合には加速過剰であり、Ｒ_Ａｃｃ＜０である場合には加速不足であり、Ｒ_Ａｃｃ＝０の場合には加速平衡である。さらに、Ｒ_Ａｃｃ＞１の場合には、エンジンパワーの全てを自動車１を加速させるために使用することができ、この場合に、自動車１は、どんなパワーもエンジン１０から供給される必要なしに速度を増す（急な下り勾配のように）。

第２のパラメータＲ_Ａｃｃは、自動車１の異なる機能に関連した多くの分野の用途の中で使用することができ、例えば、その後、自動車１のさらに他の用途で入力データとして使用することができる「仮想アクセルペダル値」を決定する際に使用することができる。

したがって上記の観点から、本発明は、また、自動車１の様々な機能に関連したいくつかの異なる用途、例えば、
・仮想アクセルペダル値または仮想ドライバの決定
・ギヤチェンジ選択の制御およびギヤチェンジ方策の選択
・付属物、例えば圧縮機、発電機およびＡＣポンプの制御
・例えばバックにするときドライバが経済的に運転するかしないかを決定するためなどのドライバ向けヒント
・走行制御による速度維持
などで第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または第２のパラメータＲ_Ａｃｃを使用することにも関する。

上で言及されたように、第１のパラメータＲ_Ｆまたは第２のパラメータＲ_Ａｃｃは、仮想アクセルペダル値を決定するために使用されることがある。この背景では、仮想アクセルペダル値は、実際のアクセルペダル値と異なる可能性がありまた普通異なっている理論計算値を意味し、実際のアクセルペダル値は、自動車１が動いている間にドライバがアクセルペダルを押し下げるときアクセルペダルがとる実際の値である。第２のパラメータＲ_Ａｃｃが、そのような仮想アクセルペダル値を計算するために使用される場合、この計算は、図３にグラフで示されるような写像関数を用いて行われることがあり、図３では、仮想アクセルペダル値Ｐｖ（ｙ軸）は、自動車１の加速能力を表す第２のパラメータＲ_Ａｃｃ（ｘ軸）に対してプロットされている。

図３は、仮想アクセルペダル値が、前記写像関数によって、第２のパラメータＲ_Ａｃｃが０よりも小さな値をとるとき全加速に対応する１００％に、またＲ_Ａｃｃが１よりも大きな値をとるとき無加速に対応する０％に、どのようにして変えられるかを示している。第２のパラメータＲ_Ａｃｃのそのような写像は、仮想アクセルペダル値が、パワー平衡またはパワー不足の状況すなわちＲ_Ａｃｃ≦０のとき１００％に変えられ、自動車がパワー過剰であるとき０と１００％の間のどこか（図３で、関数がこの範囲内で直線である）に変えられることを意味している。

エンジンパワーの全部が自動車１を加速させるために使用可能であるとき、すなわちＲ_Ａｃｃ＝１のとき、アクセルペダル値は０％に変えられる。すなわち、ドライバが経済的に運転していて一定速度を維持したいと望むとき、すなわち、丘の頂上および下り勾配でエンジン出力を緩め、さらに登りの始めおよび上り勾配でより多くのパワーを利用するとき、可能な用途が、実際のドライバが行うアクセルペダルの動きを模倣しょうとすべきであるかもしれない状況に変えられる。このように、実際のドライバの挙動は、その用途に従って仮想ドライバによってモデル化される。したがって、理解されることであろうが、仮想アクセルペダル値は、アクセルペダル値に依存する用途の範囲内で、例えばドライバにヒントを与えるための仮想ドライバのモデル化、付属物ユニットの制御、ドライバのためのヒントの表示、その他で使用することができる。また留意されるべきことであるが、仮想アクセルペダル値は、前記用途で唯一の入力パラメータとしてか、他の入力パラメータ例えば実際のアクセルペダル値と組み合わせてかのどちらかで使用されることがある。

図４は、走行制御を使用するときの仮想アクセルペダル値の写像関数の例を示す。ｙ軸は、仮想アクセルペダルの許容値を表し、ｘ軸は、走行制御で固定された所望速度（すなわち、走行制御に設定された所望速度）と自動車１の実際の現在速度の差を表す。これら２つの速度のこの差が、仮想アクセルペダルがとることができる許容値を決め、第２のパラメータＲ_Ａｃｃの仮想アクセルペダル値は、これらの極値の間に決定される（例えば、図３に示された写像関数によって）。例えば、走行制御で走るとき、制御システムは、ドライバが自動車１に走ってほしいと思っている速度を知り、したがってＶ_Ｓｅｔ、すなわち図４の０のオフセット値に対応する所望速度、からのずれ（オフセット）を考慮に入れることができる。速度がＶ_Ｓｅｔよりも落ちた場合には、ペダル値の動きの自由度が減少し、ペダル値は、強制的に最大値（図４のＭａｘ）の方に押しやられる。同様に、速度がＶ_Ｓｅｔよりも上がった場合には、動きの自由度は同じように減少し、自動車１を所望速度Ｖ_Ｓｅｔに保つという目的で、ペダル値は、最小値（図４のＭｉｎ）の方に絶えず強制的に押しやられる。

そのようなバージョンは、第２のパラメータＲ_Ａｃｃが、制御システムが様々な走行条件例えば道路勾配に依存して自動車１の一定速度を維持しようとする走行制御用途に関連するアクセルペダル計算の入力パラメータであること意味し、また、アクセルペダル値の制限は、制御システムが自動車の速度を増加／減少させようと望むかどうかを示す。このような用途では、制御システムは、仮想ドライバを使用して、一定速度を維持しようとする実際のドライバをモデル化しようとする。このことは、自動車１が目標速度より上／下である場合に、このずれは、速度をそれぞれ減少または増加させることによって補償されることを意味する。対照的に、自動車１が所望速度である場合、アクセルペダル値（モデルのＲ_Ａｃｃ）を決定するのは、道路勾配、風抵抗、自動車重量、その他のような環境要素である。

さらに制御システムは、例えば、丘の頂上を超え下り勾配でアクセルを緩めることによって、また自動車１が登り始めるときより多くの加速度を利用することによって自動車１を経済的に運転する想像上のドライバが利用する仮想アクセルペダル位置をモデル化することがある。それから、仮想アクセルペダル位置は、実際のアクセルペダル位置を入力パラメータとして使用する自動車１に属する制御システムで入力パラメータとして使用されることがある。そのとき、そのような手順は、例えば、走行制御で走っている自動車１でギヤ選択を導くために使用されて、仮想アクセルペダルを考慮に入れ、非常に低いエンジン速度したがって燃料消費減少および機械的摩耗減少ももたらすギヤチェンジの可能性を与えることがある。そのような状況の例は、エンジンが「トレール」される、すなわちエンジンブレーキが掛けられる下り勾配である。そのような状況でトップギヤ（例えば、オーバードライブ）を噛み合わせることで、非常に低いエンジン速度になり、エンジン１０の摩擦が減少し、さらに、そうでなければエンジンブレーキで失ってしまうエネルギーを自動車１がむしろ使用して、加速することができるようになる。

より詳細には、仮想アクセルペダル値の決定は、例えば、次のステップを含む図９の流れ図に従って行われることがある。
１．自動車１に装備された様々なセンサの読取りが行われ、また自動車１の他のシステムからの、例えばエンジン制御システム、ブレーキ制御システム、および変速機制御システムからの利用可能な情報／データの読取りが行われる。
２．自動車１の構成、例えば差動速度伝達比、変速機２０の型、その他、についての関連情報を含めて、制御ユニットの構成について自動車データを読み込む。
３．上のステップ１およびステップ２で受け取られた情報／データに基づいて自動車１の現在走行抵抗Ｆ_Ｄｒを計算する。
４．エンジン１０が現在エンジン速度で供給することができる最大フライホイールトルクに基づいて（図２のトルク曲線と比較）、現在伝動機構速度伝達比での自動車１の現在最大駆動力Ｆ_Ｍａｘを計算する。
５．上のステップ３および４で受け取られた値に基づいて、標準化因子で標準化された推進力能力Ｒ_Ｆとして決定される、自動車１の加速能力Ｒ_Ａｃｃを計算する。
６．自動車１の加速能力Ｒ_Ａｃｃを仮想アクセルペダル値（Ｐｖ）に変換する。この変換は、前に説明された写像法のどれかによって行われることがある。

第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または第２のパラメータＲ_Ａｃｃの他の使用は、様々な付属物、例えば自動車１の空気圧縮機、発電機、およびＡＣ（空気調和）ポンプの制御である。空気圧縮機の制御は、自動車１がパワー過剰／加速過剰であるとき、圧縮機が空気を詰めるために持っている基準圧力が上昇するようなやり方で行われことがある。このことは、制御システムが、例えば下り勾配で生じる過剰エネルギーを利用してこの状況で圧縮機を動かし、それによって制御システムが「無料」で利用可能なエネルギーを持つとき空気タンクに高圧力を持つように努力し、反対にエネルギーがエンジン１０から取り出されなければならいとき空気タンクにより低い圧力を持つように努力することを意味する。このことは、制御システムが、燃料がエンジン１０に噴射されているとき空気圧縮機を動かすのを避け、したがってそのような状況で出力が空気圧縮機に行かないようにすることを意味する。図５は、空気圧縮機の基準圧力を第２のパラメータＲ_Ａｃｃによってどのように直接制御することができるかの例を示す。この例は、基準圧力Ｐ_Ｒｅｆが自動車１の加速能力Ｒ_Ａｃｃの関数としてどのように表されるかを示す。図５の関数は、自動車１が加速不足（パワー不足）であるとき基準圧力Ｐ_Ｒｅｆが低く、加速過剰（パワー過剰）であるとき基準圧力Ｐ_Ｒｅｆが高いことを示し、これらの間で基準圧力が直線的に増加している。基準圧力Ｐ_Ｒｅｆは、また、それ自体第２のパラメータＲ_Ａｃｃによって決定される仮想アクセルペダル値に依存して作られることで、第２のパラメータＲ_Ａｃｃによって間接的に制御されることがある。

第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または第２のパラメータＲ_Ａｃｃのさらに他の使用は、変速機２０に関してギヤチェンジ選択およびギヤチェンジ方策を決定することである。

自動車１の変速機２０は、普通、手動または自動型（自動変速機）であるが、自動手動変速機（自動手動トランスミッション、ＡＭＴ）型でもある。自動変速機および自動手動変速機は制御ユニット１１０によって普通制御される自動化変速機システムであり、制御ユニット１１０は、或る走行抵抗で或る自動車速度のギヤを選ぶときのように、例えばギヤチェンジ中に変速機２０を制御するように構成されている。制御ユニット１１０は、エンジン速度および変速機２０の状態を測定し、圧縮空気デバイスに接続されたソレノイドバルブを用いて変速機を制御する。エンジン１０についての情報、例えばエンジンの速度およびトルクは、また、例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バスを介して、エンジン１０から制御ユニット１１０に送られる。

従来のギヤチェンジシステムでは、制御ユニット１１０は、シフト点とも呼ばれる表形式エンジン速度限界を使用し、このシフト点は、ダウンシフトまたはアップシフトが変速機２０で行われるべきエンジン速度を表す。すなわち、自動車１は、自動車１のエンジン１０の速度がシフト点で表される速度を超えたときギヤを変える。したがって、シフト点は、ダウンシフトまたはアップシフトが起こるべきときについてだけでなく各ダウンシフトまたはアップシフトで行われるべきギヤステップの数についても情報を与えるものとして解釈されるべきである。各シフト点が１から３のギヤステップを含むのが普通であるが、より多くのステップが可能である。

図６は、線ＳＰ１〜ＳＰ６でグラフに表された様々な表形式シフト点の例を模式的に示し、ここで、ｘ軸はエンジントルクを表し、ｙ軸はエンジン１０の速度を回転数／分（ｒｐｍ）で表す。エンジン速度がシフト線ＳＰ１とＳＰ４の間にある限り、ギヤチェンジは起こらないが、エンジン速度がアップシフト線ＳＰ１〜ＳＰ３より上に上がると、アップシフトが始まり、反対に、エンジン速度がダウンシフト線ＳＰ４〜ＳＰ６より下に落ちるとダウンシフトが始まる。下の表１は、線ＳＰ１〜ＳＰ６の各々について、いくつかの上方または下方ギヤステップを示す。例えば、エンジン速度が線ＳＰ１より上に上がると、１ステップだけアップシフトが起こり、またエンジン速度が線ＳＰ５より下に落ちると２ステップだけダウンシフトが起こる。

シフト点選択は、とりわけ自動車１の走行特性および燃料消費に影響を及ぼすので、シフト点は、自動車製造業者によって正確に較正されなければならない。この較正は、様々なギヤシフト方策が現場で異なる運転状況で、例えば異なる量の加速度が利用される状態で、異なる道路勾配および異なる自動車連結重量で試験されることを含む。それから、試験結果は、適切なシフト点を確定するように徹底的に解析されなければならない。

従来のギヤチェンジシステムでのギヤステップの数は、さらに、自動車１の加速度が規則正しく測定されること、および結果として得られる測定データに基づいてギヤステップの数が決定されることによって確定される。そのような従来のシステムでは、高い測定加速度は、より多くのギヤステップにつながり、低い測定加速度はより少ないギヤステップにつながる。次に、測定された加速度は、表に保存された様々な加速度閾値と比較され、与えられた走行状況でギヤを変えるときどんなに多くのギヤステップが行われなければならないかを決定するのは、前記閾値の決定である。閾値は、エンジンに依存するので、特定のエンジン１０に適応している。適切な閾値の決定は、自動車製造業者が適切な閾値に到達するために包括的な較正を行うことを必要とする。

したがって、理解されることだろうが、第１のパラメータおよび／または第２のパラメータは、変速機２０のシフト点を決定する際に使用可能である。というのは、これらのパラメータは、自動車１のパワー能力／加速能力の目安を与えるからである。自動車１が大きな加速能力を持っている場合には、低燃料消費をもたらすシフト点が可能であり、このことは、最も一般的には低エンジン速度を意味するが、自動車１が低加速能力を持っている場合には、努力は、自動車１の駆動力ができるだけ高くなるシフト点に向けてであり、これは、最も一般的には、そのとき普通高出力であるので高エンジン速度を意味する。

また、第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または第２のパラメータＲ_Ａｃｃは、変速機２０の目標回転速度を決定する際に直接的または間接的（仮想アクセルペダル値の決定を介して）に使用することができる。目標速度ω_Ｔは、自動車１のエンジン１０の所望速度として解釈されることがあり、エンジン１０の動作モードおよび性能についての仮定および知識に基づいて決定されることがある。エンジン１０は、普通、他の回転速度よりも或る回転速度でより効率的にかつより適切に動作する。より効率的にかつより適切にということは、より少ない燃料消費、より低い振動レベル、より静かな走行、その他を意味する。目標速度ω_Ｔは、５００〜２５００ｒｐｍのエンジン目標速度の範囲内であることがあり、さらにトラックまたはバスのような大型車両では好ましくは１０００〜１４００ｒｐｍの範囲内であることがあるが、普通、乗用車の場合により高い。

目標速度ω_Ｔを持ったギヤチェンジシステムでは、ダウンシフト点およびアップシフト点はこの目標に対して制御される。このことは、これらのシフト点が速度ω_Ｔに基づいて決定されることを意味している。自動車１が無段速度伝達比チェンジのために準備されている場合には、エンジン１０の速度は、Ｒ_Ａｃｃの低値のとき、高推進力をもたらす速度でエンジン１０が動くように制御されることがあり、また、Ｒ_Ａｃｃの低値のとき、エンジン１０は、低燃料消費をもたらす速度で動く。

図７に、エンジン目標速度線Φが、点線の形で、アップシフト線ＳＰ１〜ＳＰ３とダウンシフト線ＳＰ４〜ＳＰ６の間に見られる。図の矢印は、アップシフト線ＳＰ１〜ＳＰ３およびダウンシフト線ＳＰ４〜ＳＰ６がどのように目標速度線Φに関連付けられているかを示している。このことは、目標速度線Φが変えられた場合（点線の矢印のように平行に上方または下方に動かすことによって）、シフト線ＳＰ１〜ＳＰ６のエンジン速度も平行に動く。シフト線ＳＰ１〜ＳＰ６は、例えば、アップシフト線およびダウンシフト線でそれぞれ異なることがあるがまた同じであることもあるスケール因子に比例して、目標速度線Φについて動くことがあり、この場合に、アップシフト点とダウンシフト点の間に確定された相互関係が実現される。各シフト線ＳＰ１〜ＳＰ６に対して個別のスケール因子を持つことも可能である。すなわち、或るシフト線ＳＰ１〜ＳＰ６は、目標速度線Φの同じ変化に応答して他のシフト線ＳＰ１〜ＳＰ６よりも多くまたは少なく変化することがある。

第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または第２のパラメータＲ_Ａｃｃに関する用途の分野のさらなる説明および例は、未公開スウェーデン特許出願ＳＥ０９５０６５４−４、ＳＥ０９５０６５５−１、ＳＥ０９５０６５６−９、ＳＥ０９５０６６８−４、ＳＥ０９５０６５７−７、ＳＥ０９５０６５８−５、ＳＥ０９５０６５９−３、ＳＥ０９５０６６７−６、ＳＥ０９０１１８２−６およびＳＥ０９５０６６０−１に見られる。前記パラメータは、また、「Ｍｅｔｈｏｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆ ａ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉ」、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆ ａ ｖｅｈｉｃｌｅ ＩＩ」および「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆ ａ ｖｅｈｉｃｌｅ ＩＩＩ」という名称の３つの未公開スウェーデン特許出願で説明された用途でも使用可能であり、これらの出願は全て本出願と同じ出願日で同じ出願人によっている。

専門家は理解するように、本発明に従って自動車１の加速能力について絶対尺度（すなわち、推進力能力）および相対的尺度をそれぞれ表す第１のパラメータＲ_Ｆまたは第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定する方法は、また、コンピュータで実行されたときコンピュータに本方法を利用させるコンピュータプログラムで実現されることがある。このコンピュータプログラムは、コンピュータプログラム製品のコンピュータ読取り可能媒体中に含まれ、この媒体は、適切なメモリ、例えば、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能読出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、ハードディスクユニット、その他を含む。

本発明は、また、上記の方法のいずれかに従った第１のパラメータＲ_Ｆまたは第２のパラメータＲ_Ａｃｃの決定に一致して前記パラメータを決定するシステムに関する。

本発明に従ったシステムは、図８に模式的に示され、それ自体計算ユニット１１１を含むことがある少なくとも１つの制御ユニット１１０を備え、この計算ユニット１１１は、実質的に任意の適切な型の処理装置またはマイクロコンピュータ、例えばデジタル信号処理用の回路（デジタル信号処理装置、ＤＳＰ）または予め決められた特定の機能を持つ回路（用途特定集積回路、ＡＳＩＣ）の形を取ることがある。計算ユニット１１１はメモリユニット１１２に接続され、メモリユニット１１２は、制御ユニット１１０中に組み込まれ、さらに、例えば、計算ユニット１１１が計算を行うことができるために必要とする格納プログラムコードおよび／または格納データを計算ユニット１１１に提供する。計算ユニット１１１は、また、計算の部分的または最終的な結果をメモリユニット１１２に格納するように構成されている。

制御ユニット１１０には、さらに、入力信号を受け取りまた出力信号を送るためのデバイス１１３、１１４、１１５、１１６が装備されている。これらの入出力信号は、信号受信デバイス１１３、１１６が情報として検出することができ、かつ計算ユニット１１１で処理可能な信号に変換することができる波形、パルスまたは他の特質を含むことがある。次に、計算ユニット１１１にこれらの信号が供給される。信号送信デバイス１１４、１１５は、計算ユニット１１１から受け取られた信号を、例えば変調することによって変換して、ダウンシフト点およびアップシフト点の決定のためにシステムの他の部分に伝えることができる出力信号を生成するように構成されている。当業者は理解することだろうが、前述のコンピュータは、計算ユニット１１１の形を取ることがあり、また前述のメモリは、メモリユニット１１２の形を取ることがある。

入力信号を受け取る、また出力信号を送るデバイスへの各接続は、ケーブル、データバス、例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バス、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）バスまたは或る他のバス構成、または無線接続の中の１つまたは複数の形を取ることがある。図１の接続７０、８０、９０、１００は、また、これらのケーブル、バスまたは無線接続の１つまたは複数の形を取ることがある。

専門家はさらに理解することだろうが、本発明に従ったシステムは、本発明に従って第１のパラメータＲ_Ｆまたは第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定する方法の様々な実施形態に従って修正される可能性がある。

本発明は、また、本発明に従って第１のパラメータＲ_Ｆまたは第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定する少なくとも１つのシステムを備える自動車１、例えば乗用車、トラックまたはバスに関する。

最後に、本発明は、上で説明された実施形態に限定されず、添付の独立請求項の保護範囲内の本発明の全ての実施形態に関しかつ含む。

Claims (16)

1. 自動車（１）を推進させるために様々な速度伝達比をとるように構成されかつ少なくとも１つのエンジン（１０）および少なくとも１つの変速機（２０）を備える伝動機構が装備された前記自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定する方法であって、前記第１のパラメータＲ_Ｆが、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて決定され、前記第１の推進力Ｆ_Ｍａｘが現在速度伝達比で前記自動車（１）のために利用可能な最大推進力であり、前記第２の推進力Ｆ_Ｄｒが前記自動車（１）の現在走行抵抗であることを特徴とする方法。
2. 前記第１の推進力Ｆ_Ｍａｘが、前記伝動機構を介して、前記エンジン（１０）のために利用可能な現在最大エンジントルクで前記自動車（１）を前記自動車の移動方向に推進させる推進力である、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の推進力Ｆ_Ｄｒが、正または負の値をとることができ、前記自動車（１）の移動方向に前記自動車（１）に作用し、空気抵抗、転がり抵抗、前記伝動機構での摩擦、慣性モーメント、地形的な地図データ、道路勾配、および前記自動車（１）の重量の中の１つまたは複数のパラメータに依存する推進力である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１の推進力Ｆ_Ｍａｘが、Ｆ_Ｍａｘ＝Ｅｎｇ_Ｔｏｌ×ｉ_Ｔｏｌとして定義され、ここでＥｎｇ_Ｔｏｌが、現在エンジン速度での前記エンジン（１０）の利用可能な最大エンジントルクを意味し、ｉ_Ｔｏｌが、動力輪半径を考慮に入れて前記動力輪を含めそれまでの前記伝動機構の現在速度伝達比を意味し、さらに、
   前記第２の推進力Ｆ_Ｄｒが、Ｆ_Ｄｒ＝Ｆ_Ｒｆ−ｍ×ａとして定義され、ここで、Ｆ_Ｒｆが、前記エンジン（１０）の実際の現在推進力を意味し、ｍが前記自動車（１）の重量を、ａが加速度をそれぞれ意味する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１のパラメータＲ_Ｆが、式Ｒ_Ｆ＝Ｆ_Ｍａｘ−Ｆ_Ｄｒによって定義され、前記自動車（１）が、Ｒ_Ｆ＞０の場合に推進力過剰であり、Ｒ_Ｆ＜０の場合に推進力不足であり、Ｒ_Ｆ＝０の場合に推進力平衡である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記自動車（１）の加速能力を表しかつ前記第１のパラメータＲ_Ｆと標準化因子の比として定義される第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定するステップをさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第２のパラメータＲ_Ａｃｃが次式によって決定され、
   

   

   前記自動車（１）が、Ｒ_Ａｃｃ＞０の場合に加速過剰であり、Ｒ_Ａｃｃ＜０の場合に加速不足であり、Ｒ_Ａｃｃ＝０の場合に加速平衡である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記自動車（１）が、前記自動車（１）の１つまたは複数の機能を制御する少なくとも１つの制御ユニット（１１０）、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備え、前記第１のパラメータＲ_Ｆまたは前記第２のパラメータＲ_Ａｃｃが前記制御ユニット（１１０）によって実時間で絶えず決定される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記自動車（１）が、乗用車、バスおよびトラックの中のいずれかである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードがコンピュータで実行されたとき、前記コンピュータに請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を適用させる、コンピュータプログラム。
11. コンピュータ読取り可能媒体および請求項１０に記載のコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムが、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、およびハードディスクユニットの中からの前記コンピュータ読取り可能媒体に含まれる、コンピュータプログラム製品。
12. 自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆを決定するシステムであって、前記自動車（１）の１つまたは複数の機能を制御する少なくとも１つの制御ユニット（１１０）を備え、前記自動車（１）には、前記自動車（１）を推進させるために様々な速度伝達比をとり、少なくとも１つのエンジン（１０）および少なくとも１つの変速機（２０）を備える伝動機構が装備されており、前記制御ユニット（１１０）が、第１の推進力Ｆ_Ｍａｘと第２の推進力Ｆ_Ｄｒの差に基づいて前記第１のパラメータＲ_Ｆを決定し、前記第１の推進力Ｆ_Ｍａｘが、現在速度伝達比で前記自動車（１）のために利用可能な最大推進力であり、前記第２の推進力Ｆ_Ｄｒが前記自動車（１）の現在走行抵抗であることを特徴とするシステム。
13. 前記制御ユニット（１１０）が、さらに、前記自動車（１）の加速能力を表しかつ前記第１のパラメータＲ_Ｆと標準化因子の比として定義される第２のパラメータＲ_Ａｃｃを決定する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記第２のパラメータＲ_Ａｃｃが次式によって決定され、
    

    

    前記自動車（１）が、Ｒ_Ａｃｃ＞０の場合に加速過剰であり、Ｒ_Ａｃｃ＜０の場合に加速不足であり、Ｒ_Ａｃｃ＝０の場合に加速平衡である、請求項１３に記載のシステム。
15. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのシステムを備える乗用車、トラックまたはバスなどの自動車（１）。
16. 自動車（１）の推進力能力を表す第１のパラメータＲ_Ｆおよび／または自動車（１）の加速能力を表す第２のパラメータＲ_Ａｃｃの使用であって、前記第１のパラメータＲ_Ｆおよび前記第２のパラメータＲ_Ａｃｃが請求項１〜１５のいずれか１項に従って決定され、仮想アクセルペダル値の決定、ギヤチェンジ選択の制御、ギヤチェンジ方策の選択、圧縮機、発電機およびＡＣポンプなどの付属物の制御、走行制御機能と走行制御、およびドライバのためのヒントの表示のうちの、自動車（１）の１つまたは複数の機能に関連した１つまたは複数の用途に前記第１のパラメータＲ_Ｆおよび前記第２のパラメータＲ_Ａｃｃが使用される、使用。

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