JP6552625B2 - 車両及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明の背景技術
汚染削減を対象とする政府規制の増加と、車両燃料の経済性の向上とに伴い、多くの自動車製造者及びサプライヤが、燃料削減技術の改善及び進歩に焦点を当てている。進歩の一分野は、マイルドハイブリッド車を製造するために車両の内燃機関と小型電気モータとの製造者の連携を有する。マイルドハイブリッド車は一般的には標準的なハイブリッド車と同様に機能し、回生ブレーキ能力を有する。しかし、電気モータは、内燃機関によって生成される出力を補足できるが、電気モータはそれ自体では車両に動力を与えることができないので、電動のみの駆動モードは存在しない。

車両は、当該車両の後部に取り付けられるトレーラヒッチを備えることができ、これは通常、牽引ボール、牽引フック、トレーラループ又は牽引ピントルとして実現されている。大型トラックも、他の代替的なトレーラヒッチ、第５の車輪を備えることができ、これはトラックの台床に取り付けられる。トレーラヒッチは、特に閉鎖型又はオープントレーラ、車両及びレジャー用キャンプカーを含む種々の物を牽引するため、ヒッチ連結器とアライメントする。ヒッチとヒッチ連結器とをアライメントするためには、しばしば、運転者に指示を与えるために車両の後部付近に位置する第２の個人、見張り者の補助の下で、車両操作者が車両を正確にバックさせなければならないことが多い。

発明の概要
本発明は一側面では、電気モータを備えたマイルドハイブリッド車の制御方法を開示するものであり、当該電気モータは、選択的にトルクを出力し、当該マイルドハイブリッド車の内燃機関の動作中に電力を得るために選択的に発電機として動作するように配置されている。車両の外部からアクセス可能な位置に、インタフェースが設けられている。インタフェースは、マイルドハイブリッド車の非駆動動作を制御するために構成されている。このインタフェースを介して人間の操作者から入力を受け取る。この入力に応答して、マイルドハイブリッド車は当該マイルドハイブリッド車の電気モータの動力のみによって動作する。

本発明は他の一側面では、内燃機関と電気モータとを備えたマイルドハイブリッド車を開示するものであり、当該電気モータは、選択的にトルクを出力し、当該内燃機関の動作中に電力を得るために選択的に発電機として動作するように配置されている。車両の外部パネル上又は当該外部パネルの外側に、インタフェースが配置されている。このインタフェースは、電気モータの動作を制御するための信号を供給するように構成されている。当該信号に応答して、マイルドハイブリッド車の電気モータのみが、車両の少なくとも１つの駆動輪へ動力を供給するように構成されている。

本発明は、さらに他の一側面では、マイルドハイブリッド車のヒッチをヒッチ連結器とアライメントするように当該マイルドハイブリッド車を制御する方法を開示する。マイルドハイブリッド車の内燃機関と電気機械とからの最大出力の利用により連続走行するための通常駆動モードで、マイルドハイブリッド車を動作させる。マイルドハイブリッド車の外部パネル上又は当該外部パネルの外側に、インタフェースが配置されている。非動作状態からこのインタフェースが通信関係を確立することをイネーブルし、これにより、電気モータの動作を制御するための当該インタフェースへの人間による入力が送信され、インタフェースの前記イネーブルにより、マイルドハイブリッド車の動作が通常駆動モードから、マイルドハイブリッド車が電気モータのみを介して動力を受け取ることにのみ制限される非駆動モードに移行する。マイルドハイブリッド車を非駆動モードで動作させるための、インタフェースへの人間による入力に応答して、ヒッチがヒッチ連結器とアライメントするまで電気モータを動作させる。インタフェースはディスエーブルされる。

ヒッチ及びインタフェースを備えた車両並びにヒッチ連結器の概略的な上面図である。 ヒッチ及び無線インタフェースを備えた車両並びにヒッチ連結器の概略的な上面図である。 ヒッチとヒッチ連結器とをアライメントするように図１又は図２の車両を制御する方法を示すフローチャートである。

本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は本願において、以下の説明に記載され又は添付図面に示された構成要素の詳細な構成及び配置に限定されないと解すべきである。本発明は他の実施形態でも実施可能であり、かつ、種々の態様で実用化又は実施することができる。また、ここで使用した表現や用語は説明のためのものであり、これらも、本発明を限定するものとしてみなすべきではないと解すべきものである。

詳細な説明
図１は、内燃機関２４及び電気モータ２８を有するマイルドハイブリッドパワートレインを備えた車両２０を示している。電気モータ２８は、蓄積した電気エネルギーを回転運動又はトルクに変換するモータとしてだけでなく、選択的に、運動エネルギーの存在下（例えば、車輪回転）で電力を得る発電機としても動作し得る電気機械である。内燃機関２４は、車両２０を駆動するときに少なくとも１つの車輪３２に動力を供給するように構成されている。車両２０は、図示のように４つの車輪３２を備えているが、他の構成では、車輪の他の数も任意に選択することができる。車輪３２のうち１つ又は複数は、駆動輪とすることができる（例えば、前輪駆動、後輪駆動、総輪駆動等）。電気モータ２８は、電池３６に電気的に接続されており、選択的に内燃機関２４を補助することができる。しかし、電気モータ２８は、内燃機関２４によって生成される出力を補足することはできるが、電気モータ２８はそれ自体では車両２０に動力を与えることができないので、電気モータ２８単独では車両２０を駆動することができない。一部の構成では電気モータ２８は、内燃機関２４を非動作状態から始動するように動作し得るスタータジェネレータとして構成されている。電気モータ２８は、内燃機関２４と一体化することができ（例えば、一体化されたスタータジェネレータ）、又は、モータ２８は、内燃機関２４に着脱可能な別個の部品とすることができる。一体化しているか否かにかかわらず、電気モータ２８が動作するときには常に、内燃機関２４のクランク軸が必ず回転するように、内燃機関２４と電気モータ２８とを機械的に直接接続することができる。内燃機関２４を介して電気モータ２８を車輪３２に接続するのではなく、内燃機関２４より下流にある、ドライブトレインの他の代替的な機械要素を介して、電気モータ２８を車輪３２に接続することもできる。例えば、車両２０の変速機、車軸及び駆動軸のうち１つに、任意選択的にこれと一体化して、電気モータ２８を設けることができる。

内燃機関２４は、イグニッションコントロール部４０に電子的に接続されている。イグニッションコントロール部４０は、車両２０の電気系統システムを動作させるために構成されたユーザ操作可能な入力装置である。イグニッションコントロール部４０は、複数のモード間で移行するように構成されている。図１に示されているように、イグニッションコントロール部４０は、ロックモードと付属品モードとオンモードとスタートモードとを有するキー方式のイグニッションスイッチとして実現することができる。

ロックモードは、キーをイグニッションコントロール部４０から除去することを許容するものである。スタートモードは、スタータモータのソレノイドを動作させて内燃機関２４がクランク回転及び始動し得るようにする、一時的なモードである。スタートモードは、ユーザによって圧力が加えられている間のみ作動する。ユーザの圧力が除去されると、イグニッションコントロール部４０はオンモードに安定する。オンモードにあるときにおいて、車両２０の操作者又は「運転者」によって要求された場合、内燃機関２４は、当該内燃機関２４からの出力と電気モータ２８からの出力との最大補完の利用により連続走行を行うための通常駆動モードで動作することができる。キー方式のイグニッションスイッチに代えて、イグニッションコントロール部４０をプッシュスタートイグニッション装置（例えば、押しボタン又はトグル装置）として実現することもできる。

車両２０はさらに、ヒッチ４４も備えている。ヒッチ４４は、車両２０のポストから延在してシャシーに接続されている球体の牽引ボールとして示されている。ヒッチ４４は、カップ形の部分を有するヒッチ連結器４８によって受容されるように構成されている。これに代えてヒッチ４４を、ヒッチ構成の中でも特に、牽引フック、トレーラループ、牽引ピントルとして構成することもできる。ヒッチ４４をヒッチ連結器４８に取り付けるためには、ヒッチ４４とヒッチ連結器４８とを互いに連結できるように、これら２つをアライメントしなければならない。例えば、その後の取付けのために球状の牽引ボールの直ぐ上にカップ状部分が来るように、牽引ボールを鉛直方向においてヒッチ連結器４８とアライメントしなければならない。

車両２０の外部パネル５６（例えば、車体パネル、バンパー、トラック台床若しくはテールゲート等）上又は外部に、インタフェース５２が設けられている。インタフェース５２は、外部環境に完全に露出することができ、又は、少なくとも部分的に隠すことができ、又は、露出位置と少なくとも部分的に隠れる位置との間でトグル切替えすることができる。インタフェース５２は、ボタン、トグル、スイッチ等の有形の入力部を備えることができる。これと共に又はこれに代えて、インタフェース５２は、例えば、タッチスクリーン及びトラックパッド等の容量式又は感圧式の入力部を備えることもできる。さらにインタフェース５２は、音声認識又はジェスチャ認識等の非物理的なやりとりを測定する入力装置を備えることもできる。インタフェース５２は、車両２０の外部パネル５６に物理的に接続することができる（例えば、一体的に固定又は係留することができる）。インタフェース５２は、コントローラ６４によって選択的にイネーブルされた場合にのみ電気モータ２８の動作を制御するための信号を供給するように、電気的に接続されている。これに代えて、図２に示されているように、車両２０Ｂに無線インタフェース５２Ｂが設けられている。この無線インタフェース５２Ｂはインタフェース５２と同様であるが、電気モータ２８の動作を制御するために車両２０Ｂと無線で通信するように（例えば、図示されていない受信器を介してコントローラ６４と無線で通信するように）構成されている。図示されていないが、インタフェース５２，５２Ｂを介して、車両２０の操舵可能な車輪３２を操縦できるように、コントローラ６４を車両２０，２０Ｂの操舵アセンブリに結合することもできる。

図３は、図１乃至図２のヒッチ４４とヒッチ連結器４８とをアライメントする方法を示すフローチャートである。図３では、図１の符号を参照するが、図３の方法は、図２の車両２０Ｂにも適用することができる。操作者は、車両２０の外部において車両２０の後端部６０付近に、ヒッチ４４及びヒッチ連結器４８が見える位置にいる。ステップ１２０において、インタフェース５２をイネーブルする。このことは、イグニッションコントロール部４０からキーを除去してインタフェース５２にキーを挿入することを含み得る。これに代えて、許可された操作者のみによって操作がなされることを保証するため、インタフェース５２は、特定の順序で操作されることを要する複数のボタン（例えば、有形のボタン、スクリーン上のボタン等）を備えることもできる。さらに、インタフェース５２をイネーブルするために、コントローラ６４によって音声コマンドを認識することもできる。これに代わる他の入力手法も、インタフェース５２と共に使用することができる。指定されたイネーブル動作に応答して、コントローラ６４はインタフェース５２と電気モータ２８との電気的接続を確立し、これにより、電気モータ２８の動作はインタフェース５２からの入力のみに応答して制御される。

車両２０は、インタフェース５２がイネーブルされたときに非駆動モードで動作することができる。内燃機関２４は動作禁止され、車両２０は非駆動モードで電気モータ２８単独で動作する。非駆動モードは、通常駆動における車両の最大能力より低い能力に車両２０を制限するモードである。制限された非駆動モードでは、車両２０の動作を、許容可能な総走行距離（駆動輪の１回転、車両の長さ１つ分、等）、最大速度（例えば、時速１マイル未満、駆動輪の毎分１０回転、等）又は双方に制限することができる。

インタフェース５２がイネーブルされた後、ステップ１２４において、操作者は、所望の車両動作に基づいて、インタフェース５２に入力を与える。例えば、ヒッチ４４とヒッチ連結器４８とをアライメントするために車両２０をバックすべきであると操作者が判断した場合、入力は、インタフェース５２上の、車両２０の後端部６０を向いた方向矢印のユーザ接触を含み得る。ステップ１２８において、この入力によってインタフェース５２に対し、電気モータ２８へ信号を供給することが通知される。車両２０が無線インタフェース５２Ｂを備えている場合には、無線インタフェース５２Ｂが電気モータ２８の動作を制御するための無線信号を供給する。この信号に応答して、電気モータ２８は、非駆動モードで車両２０を動作させる。非駆動モードにおいて電気モータ２８によって達成される車両２０の動作は、ステップ１３２において車両２０の駆動輪３２を前進方向及び／又は後進方向に回転させることと、任意選択的に、ステップ１３６において車両２０の操舵可能な車輪３２を操舵することとを含み得る。

ステップ１４０において、操作者は、ヒッチ４４がヒッチ連結器４８とアライメントしているか否かを点検する。ヒッチ４４がヒッチ連結器４８とアライメントしていない場合、本方法はステップ１２４へ戻り、操作者によって更なる入力がインタフェース５２に与えられる。ヒッチ４４がヒッチ連結器４８とアライメントしている場合、ステップ１４４においてインタフェース５２をディスエーブルする。インタフェース５２のディスエーブルは、ステップ１２０においてインタフェース５２をイネーブルした動作のアンドゥ操作を含むことができる。キーをインタフェース５２から除去すること、ボタン若しくはスイッチを押圧し若しくはトグル切替えすること、又は、音声コマンド若しくはジェスチャコマンドが、インタフェース５２をディスエーブルすることができる。その後、ステップ１４８において、車両２０がさらに動作するのを阻止するため、車両２０を自動的又は操作者によってパーキングモードにする。

ヒッチとヒッチ連結器とをアライメントするプロセスは、従来は、車両の操作者と、車両の外部に位置する見張り者とを必要としていた。見張り者は、ヒッチ及びヒッチ連結器の双方が見える位置に立ち、車両の操作者とやりとりして、ヒッチとヒッチ連結器とを正確にアライメントするための方向及び距離を与える。かかるプロセスは２人の個人を必要とし、車両の操作者は、見張り者の指示をペダルの踏込み及びステアリングホイールの回転に変換しなければならない。自律車両制御は近年開発されてきており、ヒッチとヒッチ連結器との完全自動のアライメントに適したものとなり得る可能性があるが、自律制御技術は揺籃期にあり、その複雑性とコスト上の理由により通常駆動中は未だ運転者の操作を必要とする現在の車両に実装することは実用的ではない可能性がある。それに対して、本発明は、最小限の追加コスト及びハードウェアで、マイルドハイブリッドパワートレインの設計上の主機能外で機能するためにマイルドハイブリッドパワートレインにおいて電気機械の利点を生かして更なる有用な機能を提供し得る、全く新規の動作モードを効率的に実現するように、既存のマイルドハイブリッド車を変換することができる。

Claims (17)

1. 電気モータを備えたマイルドハイブリッド車の制御方法であって、
   前記電気モータは、選択的にトルクを出力し、前記マイルドハイブリッド車の内燃機関の動作中に電力を得るために選択的に発電機として動作するように配置されている、方法において、
   前記方法は、
   前記マイルドハイブリッド車の外部の位置からアクセス可能なインタフェースであって、前記内燃機関が動作禁止され且つ前記電気モータのみが前記マイルドハイブリッド車の少なくとも１つの駆動輪へ動力を供給するように動力供給が制限される非駆動モードで、前記マイルドハイブリッド車を動作させるように制御するために構成されたインタフェースを設けることと、
   前記インタフェースを介して人間の操作者から入力を受け取ることと、
   前記入力に応答して、前記マイルドハイブリッド車を前記非駆動モードで前記電気モータの動力のみによって動作させることと、
   を含み、
   前記方法はさらに、
   前記マイルドハイブリッド車に取り付けられるヒッチを設けること
   を含み、
   前記マイルドハイブリッド車を前記非駆動モードで前記電気モータの動力のみによって動作させることは、ヒッチ連結器と前記ヒッチとをアライメントすることを含む、
   方法。
2. 前記方法はさらに、前記インタフェースへの前記入力に応答して前記マイルドハイブリッド車を操舵することを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記マイルドハイブリッド車はさらに、イグニッションコントロール部を備えており、
   前記方法はさらに、前記イグニッションコントロール部からのキーの除去に応答して前記インタフェースを非動作状態からイネーブルすることを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車と一体であり、又は、前記マイルドハイブリッド車の外部に接続されており、
   前記方法はさらに、前記インタフェースを動作させる前に当該インタフェースに前記キーを配置することを含む、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車の外部から分離しており、
   前記マイルドハイブリッド車を前記電気モータの動力のみによって動作させる前に、前記方法はさらに、前記インタフェースから無線信号を送信することを含む、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記マイルドハイブリッド車を前記電気モータの動力のみによって動作させることは、前記内燃機関を動作させずに前記電気モータを用いて当該内燃機関のクランク軸を回転させることを含む、
   請求項１に記載の方法。
7. マイルドハイブリッド車であって、
   内燃機関と、
   選択的にトルクを出力し、前記内燃機関の動作中に電力を得るために選択的に発電機として動作するように配置された電気モータと、
   前記マイルドハイブリッド車の外部パネル上又は当該外部パネル外部に配置されており、前記電気モータの動作を制御するための信号を供給するように構成されたインタフェースと、
   前記マイルドハイブリッド車に取り付けられたヒッチと、
   を備えており、
   前記信号に応答して、前記内燃機関が動作禁止され且つ前記電気モータのみが前記マイルドハイブリッド車の少なくとも１つの駆動輪へ動力を供給するように動力供給が制限される非駆動モードで、前記マイルドハイブリッド車が動作するように構成されており、
   前記マイルドハイブリッド車が前記非駆動モードで前記電気モータの動力のみによって動作することは、ヒッチ連結器と前記ヒッチとをアライメントすることを含む、
   マイルドハイブリッド車。
8. 前記インタフェースはさらに、前記マイルドハイブリッド車の少なくとも１つの駆動輪を操舵するように構成されている、
   請求項７に記載のマイルドハイブリッド車。
9. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車の外部パネルから分離しており、前記電気モータの動作を制御するための無線信号を供給するように構成されている、
   請求項７に記載のマイルドハイブリッド車。
10. 前記電気モータは、一体化されたスタータジェネレータである、
    請求項７に記載のマイルドハイブリッド車。
11. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車の後部側の当該マイルドハイブリッド車の外部パネル上に配置されている、
    請求項７に記載のマイルドハイブリッド車。
12. マイルドハイブリッド車のヒッチをヒッチ連結器とアライメントするように当該マイルドハイブリッド車を制御する方法であって、
    前記マイルドハイブリッド車の内燃機関と電気モータとからの最大出力の利用により連続走行するための通常駆動モードで前記マイルドハイブリッド車を動作させることと、
    前記マイルドハイブリッド車の外部パネル上又は当該外部パネルの外側に配置されるインタフェースを設けることと、
    前記インタフェースが通信関係を確立するように前記インタフェースを非動作状態からイネーブルすることにより、前記電気モータの動作を制御するための当該インタフェースへの人間による入力が送信され、前記インタフェースの前記イネーブルにより、前記マイルドハイブリッド車の動作が、通常駆動モードから、前記内燃機関が動作禁止され且つ前記電気モータのみが前記マイルドハイブリッド車の少なくとも１つの駆動輪へ動力を供給するように動力供給が制限される非駆動モードに移行することと、
    前記マイルドハイブリッド車を前記非駆動モードで動作させるための、前記インタフェースへの前記人間による入力に応答して、前記ヒッチが前記ヒッチ連結器とアライメントするまで前記電気モータの動力のみによって前記マイルドハイブリッド車を前記非駆動モードで動作させることと、
    前記インタフェースをディスエーブルすることと、
    を含む方法。
13. 前記方法はさらに、前記インタフェースへの前記人間による入力に応答して前記マイルドハイブリッド車を操舵することを含む、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記マイルドハイブリッド車はさらに、イグニッションコントロール部を備えており、
    前記方法はさらに、前記イグニッションコントロール部からのキーの除去に応答して前記インタフェースをイネーブルすることを含む、
    請求項１２に記載の方法。
15. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車と一体であり、又は、前記マイルドハイブリッド車の外部に接続されており、
    前記方法はさらに、前記インタフェースを動作させる前に当該インタフェースに前記キーを配置することを含む、
    請求項１４に記載の方法。
16. 前記インタフェースは、前記マイルドハイブリッド車の外部から分離しており、
    前記電気モータを前記非駆動モードで動作させる前に、前記方法はさらに、前記インタフェースから無線信号を送信することを含む、
    請求項１２に記載の方法。
17. 前記電気モータを前記非駆動モードで動作させることは、前記内燃機関を動作させずに前記電気モータを用いて当該内燃機関のクランク軸を回転させることを含む、
    請求項１２に記載の方法。

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