JP6725430B2 - 車両のパワートレインを制御する方法、対応する装置及び車両 - Google Patents

Description

本方法は、自動車の分野に関し、特に、少なくとも１つの電気モータを備えた電気自動車またはハイブリッド自動車に関する。本発明は、車両が、傾斜面の路上で停止した状態から、車両のパワートレインを制御する方法に関する。本発明は、対応する車両や装置にも適用される。

電気自動車やハイブリッド自動車では、少なくとも１つの電気モータから発生したモータトルクが、減速ギア機構を介して車輪に伝えられて車両が駆動される。電気モータは、マウントを介して車両に接続されることで、電気モータから発生した振動の伝播を抑えている。駐車場や道路など、大なり小なり傾斜した路面で、パーキングブレーキ装置によって車両が停止状態（駐車状態）になっている場合には、車両の質量と傾斜の角度に応じた力がパーキングブレーキ装置に対して作用することになる。

この力の諸問題のうちの１つは、この力のために、ニュートラルすなわち安定位置（ゼロスロープ）に相当する均衡点付近で、電気モータが傾斜するということである。さらに、パーキングブレーキ装置がブレーキ適用位置から解除位置へと動かされていくなかで、唐突にマウントが、パワートレイン（ＧＭＰ）全体（電気モータ、内燃機関、ギアボックスなど）をニュートラルすなわち安定均衡点に復帰させる。それによって、均衡位置を中心として電気モータが振動するとともに、機械的衝撃によってノイズが発生して、車両の客室内に伝播し、車両の乗員に気づかれることになる。

文献ＵＳ７４９６４３５に記載のパワートレインの制御方法は、モータトルクの変動に起因するパーキングブレーキ装置の振動と軋み（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）を修正するため、パーキングブレーキ装置がブレーキ適用位置にあるときに、電気モータから発生するモータトルクにトルク設定点を適用する。しかし、この制御方法では、パーキングブレーキ装置がブレーキ適用位置から解除位置に動かされるような場合に、特に、傾斜した路面上に車両が停止状態に置かれたような場合に、電気モータが安定均衡点付近で傾斜することを防止できない。

本発明の目的は、特に、先行技術の問題の全部または一部を解決することである。

本発明の１つの目的は、パーキングブレーキ装置がブレーキ適用位置から解除位置へと動かされていくなかで、停止状態の車両のパワートレインの電気モータが突然傾斜するのを防止し、それによって、客室内部のぐらつきや、振動及びノイズを防止することである。

本発明の別の目的は、簡潔で普遍的で安価な解決方法を提供することである。

これらの目的を達成すべく、車両を停止状態にするパーキングブレーキ装置及び少なくとも１つの電気モータを備えた車両について、駐車位置で停止状態になっている車両のパワートレインを制御する方法が提供される。この方法は、
− パーキングブレーキ装置が適用位置にあるときに、傾斜の方向及び／またはデータを検知するステップと、
− パーキングブレーキ装置の適用位置から解除位置への移行を検知するステップと、
− 検知された傾斜の方向及び／またはデータに基づいて、モータトルク設定点を電気モータに適用するステップとを有する。

この解決方法によって、上記の諸問題に対処することが可能になる。特に、パーキングブレーキ装置のブレーキ適用後、パーキングブレーキが解除位置になるまで、電気モータを初期位置に維持することがトルク設定点によって可能になる。この結果、パーキングブレーキ装置が電気モータを解放するためにブレーキ適用位置から離れていっても、これまでのような電気モータのぐらつきや揺動は生じなくなる。

本発明の特定実施形態において、方法は、非ゼロ値であるモータトルク設定点からゼロ値に漸進的に移行するステップをさらに含む。このステップによって、傾斜なしの路面で車両が停止状態にあるような状況に相当する均衡位置に、モータが復帰することが可能になる。

電気モータの「解放」を最適の方法で管理及び制御するため、トルク設定点の適用が、適用位置からの移行の開始から、解除位置への移行の終わりまで、維持されることが提案される。これによって、揺動やぐらつきが起きることなしに、電気モータが均衡位置（ゼロスロープにおける均衡位置とは異なる）に保持されることが可能になる。

有利な態様では、パーキングブレーキ装置のブレーキ適用位置から解除位置への移行、そして再び元の位置への移行は、パーキングブレーキ装置の制御手段の作動によって実施される。

本方法によると、傾斜の方向の検知は、パーキングブレーキ装置の制御手段が係合解除位置にあるときで、且つパーキングブレーキ装置が適用位置にあるときに、実行され得る。この場合、車両は依然として停止状態であり、利用者または乗員が次のフェーズ（スタート）に向けて車両を制御可能であることは確保されている。

変形実施形態によると、検出ステップは、ＧＭＰに適用されるべきモータトルク設定点の値がより正確に分かるようにして、傾斜の値を判定するステップを含む。この実施形態によると、傾斜の方向及び／またはデータを検知するステップ、並びに傾斜の値を判定するステップは、同時であり得る。これは、軌道を制御するシステムによって可能であり得る。

別の実施形態によると、傾斜の方向及び／またはデータを検知するステップは、電気モータのニュートラル位置に対する傾きの方向を検知し、それによって傾斜の方向と険しさを判定するステップを含み得る。

引き続き同じ目的により、傾斜の方向及び／またはデータを検知するステップは、車両を停止状態にするためにパーキングブレーキ装置と相互作用している電気モータのロータを駆動する手段の回転方向を検知するステップを含み得る。

有利には、方法は、車両がスタートする（停止状態位置を離れる）次の機会にこの情報が利用可能であるように、傾斜の方向及び／または検出されたデータを保存するステップを提案する。

本発明はまた、上記の方法を実施するために用意された手段を含む、駐車位置で停止状態になっている車両のパワートレインを制御する装置にも関する。

本発明は、パワートレイン、車両を駐車位置で停止状態にするパーキングブレーキ装置、少なくとも１つの電気モータ、及び上記の特徴的な特性を示す前記パワートレインを制御する装置を備える自動車もまた、目的とする。

他の新規の特徴的な特性及び利点は、添付の図面を参照して説明のために提供され、いかなる意味でも限定的ではない、以下の記載から理解することができる。

電気自動車またはハイブリッド自動車の、種々の構成要素間の配列の概略図である。 均衡位置でパーキングブレーキ装置と相互作用している電気モータの概略図である。 図２に示す、均衡位置付近で傾斜している電気モータの概略図である。 実施形態による方法のステップを示すブロック図である。 実施形態による方法のステップを示すブロック図である。 傾斜の方向及び／またはデータを検知するステップのうちの種々のステップを、アルゴリズムの形態で示す。 ＥＳＰを利用する実施形態によるパワートレイン（ＧＭＰ）の制御方法の種々のステップを、アルゴリズムの形態で示す。 本発明によって提案されるモータトルク設定点の値の漸進的な移行を含むステップによる、モータトルクのゼロ値に向けた漸進的な復帰を表すタイムチャートである。

本発明は、駐車位置で停止状態になっている、電気自動車またはハイブリッド自動車２０のパワートレインを制御する方法に関する。電気自動車またはハイブリッド自動車２０では、フランス語の略語ＧＭＰで表されるパワートレインは、図１で概略的に示されるように、少なくとも１つの電気モータ１、減速ギア機構３、モータ用マウント４、４’、パワートレイン制御装置、及び電気モータ１に電力供給するよう意図されたバッテリ７を備える。電気モータはモータトルクを生成し、モータトルクは、車両２０を駆動するため、減速ギア機構３によって車輪２、２’（図１に２つの車輪が表されている）に伝達される。

パワートレイン制御装置は、少なくとも１つの制御コンピュータ５（ＥＣＵ）、１つのパワー電子ユニット６、例えば角度位置センサ、ガス制御センサ、（ブレーキペダル上の）ブレーキ制御センサ、及びパーキングブレーキ装置の位置センサといった複数の検知手段を備える。これによって、車両２０の状態が判定できるように、種々のパラメータまたは変数の値の検知及び／または測定が可能になる。

同装置は同様に、速度を低下させる（ブレーキをかける）ことができる、または車両２０を停止させるまで減速させることさえもできる、油圧作動手段（図示せず）を作動する制御ユニット８もまた、備える。この制御ユニット８は、一般的に、車両２０の運転者または乗員の足１８によって作動することができる、ブレーキペダルを備える。制御ユニット８は、運転者によって作動される係合位置と、もはや運転者によって作動されない係合解除位置をとり得る。

さらに、車両２０は、車両２０を駐車位置で停止状態にするよう意図された、パーキングブレーキ装置９を備える。パーキングブレーキ装置９は、車両の時間の長い停止に必須のものとして使用される（駐車機能）。

もちろん、車両２０は、本発明の単純化及び理解のために記載されていない、または例示されていない、他の構成要素を備えている。

車両を駐車位置で停止状態にするために、運転者は、制御手段１０で作動されるパーキングブレーキ装置９を利用する。

制御手段１０は、例えば操作レバーのように機械的であってもよく、または例えば「ボタン」のように電気的であってもよい。自動車の場合、操作レバーはギアシフトレバーである。

パーキングブレーキ装置９は、電気モータ１が停止状態であるブレーキ適用位置、及び電気モータ１が回転し得る解除位置をとり得る。電気モータ１は、ロータを形成し、歯車１２が同軸に接続された、トランスミッションシャフト１４を備える。

図２及び図３では、歯車１２は、４本の歯１７を有する。パーキングブレーキ装置９は、歯車１２と相互作用するように意図された、ブロック爪１１または「パーキング爪」を備える。ブロック爪１１は、トランスミッションシャフト及び歯車が解放され回転可能である係合解除位置と、車両２０を駐車位置で停止状態にするためにブロック爪１１の１つの先端１３が歯車１２の歯間の空間１５と係合する係合位置との間で、Ｘ軸に沿って可動である。歯車１２及びトランスミッションシャフト１４は、Ｘ軸と垂直であるＹ軸の周囲を回転する。パーキングブレーキ装置９の適用位置では、ブロック爪１１は歯車１２の歯間のスペース１５に係合し、パーキングブレーキ装置９の解除位置では、ブロック爪１１は歯車１２の歯間のスペース１５から係合解除されている。

車両がゼロスロープＰである路上で停止状態になっているとき、電気モータ１は、ニュートラルまたは安定均衡位置を占める。この均衡位置では、パーキングブレーキ９にかかる応力は小さく、またはゼロでさえある。

本発明及び図４によると、駐車位置で停止状態になっている車両２０のパワートレインを制御する方法は、パーキングブレーキ装置９が適用位置にあるときに、傾斜Ｐの方向及び／またはデータを検知Ａするステップを含む。この後、パーキングブレーキ装置９の適用位置から解除位置への移行を検知Ｂするステップが続く。次いで、適用位置から解除位置への移行の検知の瞬間に検知された、傾斜Ｐの方向及び／またはデータに応じて、モータトルク設定点Ｃｐを電気モータ１に適用Ｃするステップが続く。

図５に示すように、方法は、以下に記載される、非ゼロ値であるモータトルク設定点からゼロ値に向けた、漸進的移行ステップＤを含む。

有利には、パーキングブレーキ装置９の適用位置から解除位置への移行、そして再び元の位置への移行は、パーキングブレーキ装置９の制御手段１０の作動によって実施される。

本発明の一実施形態によると、パーキングブレーキ装置９の適用位置及び解除位置は、運転者による制御装置８の係合によって影響される。このことは、運転者が車両内にいて、運転者が車両を制御可能であることを意味する。制御装置８の係合位置または係合解除位置は、制御装置に接続された位置センサ（図示せず）によって検知され、測定される。制御装置８は、英語では用語「ヒルスタートアシスタント（Ｈｉｌｌ Ｓｔａｒｔ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）」として知られ、英語の略語ＨＳＡで表される、斜面におけるスタートを補助するシステムの作動を含み得る。

好ましくは、パワートレインの制御方法は、コンピュータ５のメモリに保存されたソフトウェアプログラムによって実行される。

本発明による方法の実施形態では、検知ステップＡは、特定の情報が実証された場合にのみ実施される。この情報が実証されなかった場合、プログラムはステップＡのスタートに戻る。ステップＡで実証されなくてはならない情報は、次のとおりである。
− パーキングブレーキ装置９が適用位置にあるか、解除位置にあるか。パーキングブレーキ装置９の状態は、有利には、ブロック爪１１の位置によって実証される。ブロック爪１１の係合または係合解除は、位置センサによって検知される。
− パーキングブレーキ装置９の適用位置の終了。この入力は、パーキングブレーキ装置９の状態を実証するセンサによって実証される。より具体的には、ブロック爪１１の係合の終了が実証される。
− 電気モータ１の移動のデータ。これらのデータは、電気モータ１の均衡位置に対するロータ１４の移動方向を表す、少なくとも１つの角度位置センサ（図示せず）によって判定される。

図６のアルゴリズムに示すとおり、傾斜の方向の検知Ａは、ステップＥでパーキングブレーキ装置９が適用位置にあると検知されたときに実行される。具体的には、パーキングブレーキ装置９の適用位置の終了が実証される。

上記のとおり、パーキングブレーキ装置の適用位置への移行が起こるために、ステップＧにおいて、プログラムが制御装置８の係合位置を実証してよい。これによって、パーキングブレーキ装置９が作動している間はロータ１４が回転しないことが確保される。Ｇでパーキングブレーキ装置９の適用位置の終了が検知されたとき、制御装置８は、ステップＨで係合解除され得る。

次いで、プログラムは電気モータ１の移動に関するデータを実証する。具体的には、傾斜Ｐの方向及び／またはデータは、電気モータ１の均衡位置（安定位置、ゼロスロープ）に対する電気モータ１の傾きの方向を検知するステップＫの助けによって判定される。電気モータ１が、傾いている間に、時計回り方向に対して負の方向に回転するのか正の方向に回転するのかが判定される。

別の実施形態によると、傾斜Ｐの方向及び／またはデータは、車両を停止状態にするためにパーキングブレーキ装置と相互作用する電気モータのロータを駆動する手段の回転方向を検知するステップＫ’の助けによって判定される。より具体的には、角度位置センサは、歯間の空間１５における、ブロック爪１１に対する歯車１２の動きを検知する。上記のように、歯車１２の正または負の回転方向は、時計回り方向に対して判定される。もちろん、電気モータ１とパワートレインの種々の要素のアレンジメント及び設計に応じて、反時計回り方向に対する正の回転が、傾斜が正方向であることを表してもよい。

さらなる別の変形形態によると、傾斜Ｐの方向及び／またはデータは、傾斜の値を判定するステップＩの助けによって判定される。この判定のステップＩは、電子安定化プログラム（ＥＳＰ）といった、軌道制御システム（図示せず）によって、実施される。軌道制御システムは、傾斜Ｐの角度及び／または勾配を判定するために、任意の時点での車両の長手方向の加速を測定可能な、加速度計を備える。検知ステップＡ及び判定ステップＫは、同時であり得る。

方法は、同様に、方向及び／または（検知された傾斜Ｐに関してステップＪで判定された傾斜の値を含む）データを保存するステップＪを含む。このデータは送信され、車両２０が次にスタートされる機会に利用可能なように、車両が停止状態である間、コンピュータ５に保存される。加速度計の配備を含む実施形態では、傾斜Ｐの方向及び／またはデータは、車両のスタート時点で取得される（読み取られる）。次いでこれらのデータは送信され、次いでコンピュータ５に保存される。

傾斜の方向及び／またはデータが検知され保存されると、コンピュータ５は、ステップＣに従って、電気モータ１に適用されるべきモータトルク設定点Ｃｐを計算する。モータトルク設定点Ｃｐの値は、商品化に先立って車両の微調整のために実行される調整の時点で、規定される。このモータトルク設定点Ｃｐによって、パワートレイン（ＧＭＰ）が電気モータ１に力を加えることが可能になる。それによって、パーキングブレーキ装置９に行使された力をキャンセルすることが可能になり、ブロック爪１の係合解除よりも前に、電気モータ１が均衡位置に維持される。

モータトルク設定点Ｃｐの値は、ロータの駆動手段の回転のデータ、またはパーキングブレーキ装置９に対して加えられる力に依存する。モータトルク設定点Ｃｐの符号は、傾斜Ｐの方向に応じて、負であっても正であってもよい。

代替方法では、または補完的な態様では、傾斜Ｐ及び／また車両の勾配もしくは角度のデータが、（例えばＥＳＰによって）車両のスタート時点で利用可能である場合、モータトルク設定点Ｃｐの値は、これらのデータに基づく。この角度は、ラジアン、度、またはパーセンテージで表され得る。モータトルク設定点Ｃｐの計算は、以下の等式に基づいて規定され得る。
Ｃｐ＝Ｍ×ｇ×ｓｉｎ（α）×Ｒ／ｒ
Ｍは一定と考えられる車両の質量、ｇは重力加速度定数、αは勾配の角度、Ｒは車輪の半径、ｒはトランスミッション減速比である。こうして計算されたモータトルク設定点Ｃｐは、ぐらつきを低減し、抑止さえするために、電気モータに適用される。図７のアルゴリズムは、ＥＳＰシステムを利用したパワートレインの制御方法を実行する例を示す。

モータトルク設定点Ｃｐは、適用位置からの移行の開始から、解除位置への移行の終了まで、電気モータ１またはロータの駆動手段が傾いた位置に電気モータ１を維持するように、維持される。揺動、ぐらつき、その他は、こうして回避される。

続いて、電気モータを安定均衡位置（ゼロスロープ）に復帰させるため、コンピュータ５によって計算されたモータトルク設定点Ｃｐは、図８のタイムチャートに示すように漸進的にゼロ値に向かって戻される。この均衡への復帰は、モータトルクを漸進的にゼロに低減することによって、制御された方法で実施される。

本発明は、上記で例示のために記載された。当業者が、例えば、単独または組み合わせで取り上げた上記の種々の特徴的な特性を関連付けることによって、しかし本発明の範囲を逸脱することなしに、本発明の種々の変形実施形態に到達することが可能であることは、理解される。

Claims (11)

1. 車両を停止状態にするパーキングブレーキ装置（９）及び少なくとも１つの電気モータ（１）を備える車両（２０）について、駐車位置で停止状態になっている車両（２０）のパワートレインを制御する方法であって、
   前記パーキングブレーキ装置がブレーキ適用位置にあるときに、車両が駐車された駐車面の傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）、
   前記パーキングブレーキ装置（９）の前記ブレーキ適用位置から解除位置への移行を検知するステップ（Ｂ）、
   検知された傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータに基づいて、モータトルク設定点Ｃｐを前記電気モータ（１）に適用するステップ（Ｃ）、を含み、
   前記モータトルク設定点Ｃｐは、
   Ｃｐ＝Ｍ×ｇ×ｓｉｎ（α）×Ｒ／ｒ
   で与えられ、
   ここに、
   Ｍは車両の質量、ｇは重力加速度定数、αは傾斜（Ｐ）の角度、Ｒは車輪の半径、ｒはトランスミッション減速比である、
   方法。
2. モータトルク設定点を適用するステップ（Ｃ）が、前記ブレーキ適用位置からの移行の開始から前記解除位置への移行の終了まで維持される、請求項１に記載の方法。
3. パーキングブレーキ装置の前記適用位置から前記解除位置への移行、そして再び元の位置への移行は、前記パーキングブレーキ装置（９）の制御手段（１０）の作動によって実施される、請求項１または２に記載の方法。
4. 傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）は、パーキングブレーキ装置（９）の制御ユニット（８）が係合解除位置にあるときであって、前記パーキングブレーキ装置（９）がブレーキ適用位置にあるときに実行される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）は、傾斜（Ｐ）の値を判定するステップ（Ｉ）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）と、傾斜（Ｐ）の値を判定するステップ（Ｉ）とは、同時に進行する、請求項５に記載の方法。
7. 傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）は、前記電気モータ（１）のニュートラル位置に対する、前記電気モータ（１）の傾きの方向を検知するステップ（Ｋ）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
8. 傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知するステップ（Ａ）は、車両（２０）を停止状態にするために、前記パーキングブレーキ装置（９）と相互作用する前記電気モータ（１）のロータを駆動する手段の回転方向を検知するステップ（Ｋ’）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
9. 検知された傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを保存するステップ（Ｊ）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 駐車位置で停止状態になっている車両（２０）のパワートレインを制御する装置であって、
    パーキングブレーキ装置（９）がブレーキ適用位置にあるときに、車両が駐車された駐車面の傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータを検知する傾斜検知手段（Ａ）、
    前記パーキングブレーキ装置（９）の前記ブレーキ適用位置から解除位置への移行を検知する移行検知手段（Ｂ）、
    検知された傾斜（Ｐ）の方向及び／またはデータに基づいて、モータトルク設定点Ｃｐを電気モータ（１）に適用する適用手段（Ｃ）、を含み、
    前記モータトルク設定点Ｃｐは、
    Ｃｐ＝Ｍ×ｇ×ｓｉｎ（α）×Ｒ／ｒ
    で与えられ、
    ここに、
    Ｍは車両の質量、ｇは重力加速度定数、αは傾斜（Ｐ）の角度、Ｒは車輪の半径、ｒはトランスミッション減速比である、
    装置。
11. パワートレイン、車両（２０）を駐車位置で停止状態にするパーキングブレーキ装置（９）、少なくとも１つの電気モータ（１）、及び請求項１０に記載の前記パワートレインを制御する装置を備える、自動車（２０）。

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