JP2016503365A - 独立した後方電気機械を有する自動車を制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

独立した後方電気機械を有する自動車を制御するためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

第１の車軸セットに連結される内燃機関（２）を備え、第２の車軸セットの１つの車輪に、各々連結される少なくとも２つの電気機械（７、８）を有する、自動車を制御するための方法であって、電気機械（７、８）のうちの少なくとも１つの速度が決定されるステップと、決定された速度が閾値と比較されるステップと、決定された速度が当該閾値を上回る場合に、電気機械（７、８）の最大トルクが、当該機械の回転速度を制限するために変更されるステップと、を含むことを特徴とする方法。【選択図】図１

Description

本発明の技術的分野は、ハイブリッド車両の制御であり、より具体的には、独立した後方電気機械を有するハイブリッド車両の制御である。
インホイールモーターを有するハイブリッド車両は、２つの牽引システムを備えるので、全電気式車両に更なる選択肢を与える。
そのような車両の第１の牽引システムは、完全な電動式である。第１の牽引システムは、後車軸セットに、インホイールモーター式の２つの電動牽引機を備える。
第２の牽引システムは、燃焼機関及び半自動式変速機で構成されている熱機関推進ユニットである。
車両は主に、都会での電気使用を対象としているが、都会を離れても使用可能でなければならない。
燃焼機関の運転により、車両には、電動モードと比較して更なる自律性、及び高速の最大速度が与えられる。
したがって、電動運転は、例えば９０ｋｍ／ｈなどの最大速度に計画的に制限される。
非連結システムにより、電気機械は、この速度を上回ったり下回ったりすると遮断することができる。よって、電気機械を十分な速度範囲に格付けし、車両の損害、更には９０ｋｍ／ｈを超えるエネルギー消費を減らし、電動牽引システムがうまく機能しない場合には、運転手が車両を確実に制御できるような更なる安全バリアを有することができる。
この車両設計を考慮すると、牽引電気機械を、運転中のスピードオーバーのリスクから守ることが必要不可欠である。そうするためには、車輪が横滑りしていたり、もはや地面に接触していないときでさえ、すべての公称運転条件下で、電気機械の速度が制限される。次いでこれにより車両の暴走が防止される。また、公称運転の際や、電動牽引システムが、部分的に又は完全に機能しない場合の両方において、このレベルの保護が与えられることも必要である。
従来技術から、下記の文献が知られている。
文献ＵＳ２００９００３３２６４Ａ１は、車両の速度制限及び調整のための標準デバイスを開示する。
文献ＷＯ２００７３５１４６Ａ１は、電動車両のドライブトレーンの構成要素の速度制御を提供するデバイスを開示する。
文献ＷＯ２０１０２３９９８Ａ１は、自動車の速度調整及び制限のためのデバイスを開示する。
したがって、運転中に、電動牽引機のスピードオーバーのリスクを防止することができる、制御システム及び方法が必要である。
本発明の１つの対象は、第１の車軸セットに連結される内燃機関を備え、第２の車軸セットの１つの車輪に、各々連結される少なくとも２つの電気機械を有する自動車を制御するための方法である。
この方法は、
電気機械のうちの少なくとも１つの速度が決定されるステップと、
決定された速度が閾値と比較されるステップと、
決定された速度が当該閾値を上回る場合に、電気機械の最大トルクが、当該機械の回転速度を制限するために変更されるステップと、
を含む。
電気機械の速度は、ある所定の期間にわたる左右の電気機械の回転速度の最大値から決定され得る。
電気機械の速度は、第２の車軸セットの左右の車輪の回転速度の測定、及びある所定期間にわたる、左右の車輪の回転速度の最大値から決定され得る。
電気機械の回転速度が、第１の速度閾値を上回るかどうかが判定され得る。上回る場合には、電気機械の最大トルクは電機機械の回転速度を制限するために調整される。
代替的には、電気機械の回転速度が、第１の閾値より高い第２の速度閾値を上回る場合に、ゼロの最大トルク指令が電気機械に出される。
第１の車軸セットは前車軸セットであり得、第２の車軸セットは後車軸セットであり得る。
本発明の別の対象は、第１の車軸セットに連結される内燃機関、及び第２の車軸セットの１つの車輪に各々連結される、少なくとも２つの電気機械を備える自動車を制御するためのシステムであって、内燃機関及び電気機械に結合されるシステムである。システムは、電気機械の速度を決定する手段と、電気機械の回転速度の制限を有効にするための条件を決定するための手段と、電気機械のトルクを調整する手段とを備える。
制御システムは、第１のデータリンクにより電気機械に結合され得、電気機械の速度を決定する手段は、ある所定の期間にわたり第１のデータリンクにより送信される、左右の電気機械の回転速度の最大値に等しい、電気機械の制限速度を決定することができる。
制御システムは、第２のデータリンクにより、車両のブレーキシステムを制御する手段に結合され得、電気機械の速度を決定する手段は、電気機械の回転速度が第１のデータリンクにより送信されない場合に、第２のデータリンクにより送信される、第２の車軸セットの左右の車輪の回転速度の測定から、電気機械の各々の速度を再計算することができる、電気機械の速度を再計算する手段を備え得る。
速度の制限を有効にするための条件を決定する手段は、第１の速度閾値を記憶するための手段、及び第１の閾値よりも高い第２の速度閾値を記憶するための手段を備え得る。
制御システムは、電気機械の速度を第１の速度閾値と比較する第１の比較器と、電気機械の速度を比較する第１の比較器からの信号に基づき、電気機械の最大トルクを調整する手段とを備え得る。
制御システムは、電気機械の速度を第２の速度閾値と比較する第２の比較器と、第２の比較器からの信号に基づき、ゼロの最大トルク指令を電気機械に与えるための手段とを備え得る。
非限定的な例としてのみ示された、後述の記載を読み、添付図面を参照することで、他の目的、特徴及び有益な点が明らかになるだろう。
ハイブリッド車両の電気機械を制御するためのシステムの主な要素を示す。 ハイブリッド車両の電気機械を制御するための方法の主なステップを示す。
図１は、内燃機関２も装備するハイブリッド車両１の電気機械７、８に対する制御システム４を示す。電気機械７、８は、後車軸セット１１の車輪９、１０にそれぞれ連結され、互いに独立している。制御システム４は、内燃機関２の運転中に、電気機械７、８の制御に特に適している。
制御システム４は、特に電気機械７、８の各々の回転速度を送信することができる、第１のデータリンク１２とも呼ばれるＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）リンクにより、２つの電気機械７、８を備える電動牽引システム３に結合される。
制御システム４はまた、第２のデータリンク１４とも呼ばれる別のＣＡＮリンクを介して、ブレーキシステム１３を制御する手段と通信する。左右の後輪の各々の回転速度は、第２のデータリンク１４により制御システムに送信される。
制御システム４は、出力において電気機械の回転速度への制限を有効にするための条件を決定する手段１６に結合され、更に出力において、電気機械のトルクを調整する手段１７及びゼロの最大トルクを電気機械に与えるための手段１８に結合される、電気機械の速度を決定する手段１５を備える。
電気機械の速度を決定する手段１５は、入力において第１のデータリンク１２により、後輪９、１０の速度を感知するセンサ及び電気機械７、８の速度を感知するセンサに結合される。電気機械の速度を決定する手段１５は、後輪の回転速度に基づき電気機械の速度を再計算する手段１５ａを備える。
電気機械の回転速度への制限を有効にするための条件を決定する手段１６は、第１の速度閾値を記憶するための手段１６ａ、及び第２の速度閾値を記憶するための手段１６ｂを備える。
第１の比較器１９は、入力において電気機械の速度を決定する手段１５、及び第１の速度閾値を記憶するための手段１６ａに結合される。
第２の比較器２０は、入力において電気機械の速度を決定する手段１５、及び第２の速度閾値を記憶するための手段１６ｂに結合される。
電気機械のトルクを調整する手段１７は、入力において第１の比較器１９に、出力において電気機械７、８の各々に結合される。
ゼロの最大トルクを電気機械に与えるための手段１８は、入力において第２の比較器２０に、出力において電気機械７、８の各々に結合される。
電気機械７、８の速度が、後輪９、１０各々の回転速度及び後方の電気機械７、８各々の回転速度に基づき決定され、電気機械７、８の速度が、必要であれば、電気機械７、８のトルクを制限又はキャンセルするために閾値と比較されるステップを含む。
これらの様々なステップは、図２を参照して、以下でより詳細に説明される。
第１のステップ２１では、電気機械７、８の速度は、ある所定の期間にわたって、例えば、１０ミリ秒にわたって、第１のデータリンク１２を介して電気機械７、８により送信される回転速度信号に基づき決定される。
代替的には、電気機械７、８の回転速度が様々な理由（センサの欠陥、第１のデータリンク１２の誤作動、電動牽引システム全体の故障など）のために、第１のデータリンク１２により送信される信号に基づき決定することができない場合には、次のステップ２２において、電気機械７、８（左右の電気機械）の速度は、第２のデータリンク１４により送信される第２の車軸セットの車輪（左右の車輪）の回転速度の測定から再計算される。
この計算は、各車輪の速度を、各車輪をその電気モーターに結合するギアのステップダウンレシオ（ｓｔｅｐ−ｄｏｗｎ ｒａｔｉｏ）に対応する係数で乗算することにより、実行することができる。
したがって、通常の運転中に、電気機械７、８の速度を知り、車輪が横滑りしている又は、もはや地面に接触していないときでさえ、すべての運転条件下で、車輪の回転速度を制限することができる。また、次に利用できない値の再計算により、電動牽引システムの部分的又は完全な誤作動を制限することもできる。
第３のステップ２３では、電気機械７、８の回転速度が、記憶された第１の速度閾値を上回るかどうかが判定される。上回る場合には、次に第４のステップ２４において、電気機械７、８すべてのトルクが最大トルク未満に調整され、その回転速度が制限できるようになる。
これにより、牽引トルク（更には機械の速度）を制限し、同時にトルクの連続性（更には質の高いドライバビリティ）を保証することができる。
第５のステップ２５では、電気機械７、８の回転速度が、記憶された第２の閾値を上回るかどうかが判定される。上回る場合には、次に第６のステップ２６中に、ゼロの最大トルク指令が電気機械７、８に出される。
これにより、電気機械７、８の速度を確実に低下させるために、車輪をゼロトルクにすることができる。
したがって、制御方法及びシステム４により、電気機械７、８が、内燃機関２により与えられる牽引力の影響下で、ダメージを受けることを防止するために、電気機械７、８の回転速度を制限することができる。

Claims (11)

  1. 第１の車軸セットに連結される内燃機関（２）を備え、第２の車軸セットの１つの車輪に各々連結される、少なくとも２つの電気機械（７、８）を有する、自動車を制御するための方法であって、
    前記電気機械（７、８）のうちの少なくとも１つの速度が決定されるステップと、
    前記決定された速度が閾値と比較されるステップと、
    前記決定された速度が当該閾値を上回る場合に、前記電気機械（７、８）の最大トルクが、当該機械の回転速度を制限するために変更されるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記電気機械（７、８）の前記速度は、ある所定の期間にわたる、前記左右の電気機械（７、８）の前記回転速度の最大値から決定される、請求項１に記載の制御方法。
  3. 前記電気機械（７、８）の前記速度は、前記第２の車軸セットの前記左右の車輪の前記回転速度の測定から、及びある所定期間にわたる前記左右の車輪の前記回転速度の前記最大値から決定される、請求項２に記載の制御方法。
  4. 前記電気機械（７、８）の前記回転速度が、第１の速度閾値を上回るかどうかが判定され、
    上回る場合には、前記電気機械（７、８）の前記最大トルクは、電機機械の回転速度を制限するために調整され、
    代替的には、前記電気機械（７、８）の前記回転速度が、前記第１の閾値より高い第２の速度閾値を上回る場合には、
    ゼロの最大トルク指令が前記電気機械（７、８）に出される、請求項１から３の何れか一項に記載の制御方法。
  5. 前記第１の車軸セットは前車軸セット（５）であり、前記第２の車軸セットは後車軸セットである、請求項１から４の何れか一項に記載の制御方法。
  6. 第１の車軸セットに連結される内燃機関（２）、及び第２の車軸セットの１つの車輪に各々連結される、少なくとも２つの電気機械（７、８）を備える自動車を制御するためのシステムであって、当該制御システム（４）は、前記内燃機関（２）及び前記電気機械（７、８）に結合され、
    前記電気機械の速度を決定する手段（１５）と、
    前記電気機械の回転速度の制限を有効にするための条件を決定する手段（１６）と、
    前記電気機械のトルクを調整する手段（１７）と、
    を備えることを特徴とする、システム。
  7. 前記制御システム（４）は、第１のデータリンク（１２）により前記電気機械（７、８）に結合され、
    前記電気機械の前記速度を決定する前記手段（１５）は、ある所定の期間にわたって前記第１のデータリンク（１２）により送信される、前記左右の電気機械（７、８）の前記回転速度の最大値に等しい、前記電気機械（７、８）の制限速度を決定することができる、請求項６に記載の制御システム。
  8. 前記制御システム（４）は、第２のデータリンク（１４）により車両のブレーキシステム（１３）を制御する手段に結合され、
    前記電気機械の前記速度を決定する前記手段（１５）は、前記電気機械（７、８）の前記回転速度が、前記第１のデータリンク（１２）により送信されない場合には、前記第２のデータリンク（１４）により送信される、前記第２の車軸セットの前記左右の車輪の前記回転速度の測定から、前記電気機械（７、８）の各々の前記速度を再計算することができる、前記電気機械の前記速度を再計算する手段（１５ａ）を備える、請求項６に記載の制御システム。
  9. 前記速度の制限を有効にするための前記条件を決定する手段は、第１の速度閾値を記憶するための手段（１６ａ）、及び前記第１の閾値よりも高い第２の速度閾値を記憶するための手段（１６ｂ）を備える、請求項６から８の何れか一項に記載の制御システム。
  10. 前記電気機械（７、８）の前記速度を、前記第１の速度閾値と比較する第１の比較器（１９）と、
    前記電気機械（７、８）の前記速度を比較する前記第１の比較器（１９）からの信号に基づき、前記電気機械（７、８）の最大トルクを調整する手段と、
    を備える、請求項９に記載の制御システム。
  11. 前記電気機械（７、８）の前記速度を、前記第２の速度閾値と比較する第２の比較器（２０）と、
    前記第２の比較器（２０）からの信号に基づき、ゼロの最大トルク指令を前記電気機械（７、８）に与えるための手段と、
    を備える、請求項９又は１０に記載の制御システム。
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