(57)【要約】  本発明は、電動パワートレイン又はハイブリッドパワートレインが設けられた自動車両の回生制動を制御するためのシステムに関し、そのシステムは、補正係数を決定するための手段（５）であって、その入力部で、運転条件及び車両の特徴を推定するためのセンサ及び／又は手段の組（６）に接続された手段（５）と、制動設定を決定するための手段（７）であって、その入力部で、補正係数を決定するための手段（５）に、及び、実質的にゼロの傾斜及び車両の基準重量に実質的に等しい車両重量のためのパワートレインの回転のスピードに応じた回生制動設定点の２つのマップを含むメモリ（８）に、接続された手段（７）とを含む。【選択図】図２
2017500842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワートレイン又はハイブリッドパワートレインが設けられた自動車両の回生制動を制御するための方法であって、
運転者がアクセルペダルとブレーキペダルのどちらも押圧していないと決定するステップと、
モータによって供給されるトルク、前記車両のスピードと車輪における角速度、勾配、前記車両の質量、及び摩擦、の関数として、補正係数を決定するステップと、
その次に、前記補正係数と、実質的にゼロの勾配及び前記車両の基準質量に実質的に等しい車両質量のための前記パワートレインの回転スピードの関数としてのトルクの２つのマップとの関数として、前記ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の設定点を決定するステップとを、含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記補正係数を決定する前記ステップと、前記制動設定点を決定する前記ステップとの間に、調整ステップを含み、前記調整ステップにおいて、前記補正係数は、走行条件から、及び、前記車両の特性、特に勾配、前記車両の質量、又は前記車両に印加される摩擦から導かれる、少なくとも１つの値の関数として調整される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
相関係数をフィルタリングするステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
電動パワートレイン又はハイブリッドパワートレインが設けられた自動車両の回生制動を制御するためのシステムであって、走行条件及び前記車両の特性を推定するセンサ及び／又は手段の組（６）に、及び、アクセルペダル及びブレーキペダルが押し下げられていないと決定することが可能な決定手段（６ａ）に、入力部で接続された、補正係数を決定する決定手段（５）と、前記補正係数を決定する前記決定手段（５）に、及び、実質的にゼロの勾配及び前記車両の基準質量に実質的に等しい車両質量のための前記パワートレインの回転スピードの関数としての回生制動設定点の２つのマップを包含するメモリ（８）に、入力部で接続された、前記制動設定点を決定するための決定手段（７）とを、備えることを特徴とする、システム。
【請求項５】
前記走行条件から、及び、前記車両の前記特性、特に勾配、前記車両の質量、又は前記車両に印加される摩擦から導かれる、少なくとも１つの値の関数として前記補正係数を調整するように、前記補正係数を決定する前記決定手段（５）と、前記制動設定点を決定する前記決定手段（７）との間に接続された、調整手段（９）を備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記補正係数の変動の振幅を限定するように、前記補正係数を決定する前記決定手段（５）の出力部に位置付けられた、フィルタリング手段（１０）を備える、請求項４又は５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、電気車両又はハイブリッド車両の電動パワートレインの制御である。
【背景技術】
【０００２】
モータ制御とは、電動モータを、そのセンサと、制御ソフトウェア及び制御電子装置とを全て用いて、操作する技術である。コマンドと、モータを特徴付ける制御法則（ソフトウェア戦略）及び制御パラメータ（校正）とは全て、ＥＣＵ（電子制御ユニット）と称されるコンピュータに包含される。
【０００３】
電気車両又はハイブリッド車両においては、電動モータ制御により、運転者の要求（アクセルペダル及びブレーキペダル）を正トルク設定点又は負トルク設定点として解釈することが可能になる。モータによって供給されるトルクのこの（正又は負の）設定点は次いで、対応する電気設定点（電圧及び電流）の強度を策定する、パワーエレクトロニクス（インバータ、チョッパー等）に伝達される。電動モータは電力を機械動力に変換し、機械動力は、場合によっては減速ギアボックスを介して、トルクの形態で車輪に伝達される。
【０００４】
電気機械的構成要素のこの集積は、運転者設定点トルクを車輪に伝達するものであり、ドライブトレインと称される。
【０００５】
自動車両に電気機械が存在することは、電気機械の動作の可逆的な性質が活用されうることを意味する。制動フェーズにおいては、機械動力を、電池内に蓄えられうる電力に変換することが可能である。回生制動と称されるこの制動により、車両の自律性を増大させ、かつ、ハイブリッド車両の場合には燃料消費を低減することが、可能になる。
【０００６】
従来技術では、電気車両の電気機械の動作ゾーンは、２つの曲線（モータモードにおける最大トルクの曲線と、発電機モードにおける最小トルクの曲線）によって画定される。
【０００７】
モータモードにおける最大トルクの曲線は、定トルクのゾーン（低速ゾーン）、及び、定電力のゾーン（高速ゾーン）を伴うドライブトレインの最大性能によって、規定される。
【０００８】
発電機モードにおける最小トルクの曲線は、部分的には同様に、ドライブトレインの性能によって規定されるが、それはまた、ブレーキペダルの位置に従って調整される。具体的には、ブレーキペダルに圧力が印加されていない場合、最小トルク設定点により、エンジンブレーキをシミュレートすることが可能になる。ブレーキペダルに圧力が印加されると、トルク設定点は、足離しトルク設定点と発電機モードにおける最小トルクの曲線との間に挿入される。ブレーキペダルに印加される圧力が大きくなるにつれ、トルク設定点は、発電機モードにおける最小トルクに向かって漸進していく。
【０００９】
ブレーキに圧力がかかっていない場合の最小トルクの曲線は、車両が基準質量に近似した質量を有しており、かつ、実質的にゼロの勾配と基準摩擦力との影響下にある時の、減速のレベルに適合するよう企図される。その結果として、下り勾配で運転者がアクセルにもブレーキにも圧力を印加していない時に、回生制動は、ブレーキに圧力がかかっていない場合の最小トルクの曲線によって限定される。このことにより、
−車両の過加速により車両の自律性を限定すること、
−又は、ブレーキペダルに対する行為について運転者に要求を出すことの、いずれかが起こる。
【００１０】
反対に、上り勾配で運転者がアクセルにもブレーキにも圧力を印加していない時には、回生制動が過剰になりうる場合がある。このことにより、
−過減速を発生させること、
−又は、アクセルペダルに対する行為について運転者に要求を出すことの、いずれかが起こる。
【００１１】
類推により、車両の質量の増大又は摩擦の減少は、下り勾配に例えられうる。反対に、車両の質量の低減又は摩擦の増大は、上り勾配に例えられうる。
【００１２】
日本特許第３４４１５５２号公報は、下り勾配での機械ブレーキの使用を限定し、それによってその摩耗を限定するように、スピードの制御に基づいて電気車両の回生制動を制御するための、方法を開示している。しかし、この方法は勾配しか勘案していない。
【００１３】
ゆえに、従来技術の文献では、回生制動のレベルが、勾配が実質的にゼロである場合にのみ減速のレベルに適合するよう規定されており、この適合性は、
−上り勾配及び下り勾配において、
−車両の質量の変動（例えば乗員の数、牽引等）にあたって、
−車両に印加される摩擦の変動（例えばタイヤの摩耗、道路表面の状態等）にあたっては、失われることが、認められうる。
【００１４】
また、ある種の文献により、回生制動のレベルは、加速のレベルに従ってトルク増分を付加するかまたは除去する演算ループを介して、補正されると思われる。演算ループが回生制動の正しい値に向けて収束することを可能にするためには、加速の不整合が観測される必要があることから、この補正は緩慢である。
【００１５】
その結果として、この補正は、増分が大きすぎる場合にはトルクの高下を引き起こすことがあり、不均一な勾配上で増分があまりに緩慢になる場合には加速の変動を生成するものになりうる。
【００１６】
従って、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の制動の設定点を決定する時に、勾配、車両の質量、及び、車両に働くあらゆる摩擦を勘案することが可能な、制御方法及び制御システムが必要とされている。
【発明の概要】
【００１７】
本発明の主題の１つは、電動パワートレイン又はハイブリッドパワートレインが設けられた自動車両の回生制動を制御するための方法である。この方法は、
運転者がアクセルペダルとブレーキペダルのどちらも押圧していないと決定するステップと、
モータによって供給されるトルク、車両のスピードと車輪における角速度、勾配、車両の質量、及び摩擦、の関数として、補正係数を決定するステップと、
その次に、補正係数と、実質的にゼロの勾配及び車両の基準質量に実質的に等しい車両質量のためのパワートレインの回転スピードの関数としてのトルクの２つのマップとの関数として、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の設定点を決定するステップとを、含む。
【００１８】
方法は、補正係数を決定するステップと、制動設定点を決定するステップとの間に、調整ステップを含んでよく、調整ステップにおいて、補正係数は、走行条件から、及び車両の特性、特に勾配、車両の質量、又は車両に印加される摩擦から導かれる、少なくとも１つの値の関数として調整される。
【００１９】
方法は、相関係数をフィルタリングするステップを含みうる。
【００２０】
本発明の別の主題は、電動パワートレイン又はハイブリッドパワートレインが設けられた自動車両の回生制動を、制御するためのシステムである。システムは、走行条件及び車両の特性を推定するセンサ及び／又は手段の組に、及び、アクセルペダル及びブレーキペダルが押し下げられていないと決定することが可能な決定手段に、入力部で接続された、補正係数を決定する決定手段と、補正係数を決定する決定手段に、及び、実質的にゼロの勾配、及び車両の基準質量に実質的に等しい車両質量ためのパワートレインの回転スピードの関数としての回生制動設定点の２つのマップを包含するメモリに、入力部で接続された、制動設定点を決定するための決定手段とを、備える。
【００２１】
システムは、走行条件から、及び車両の特性、特に勾配、車両の質量、又は車両に印加される摩擦から導かれる少なくとも１つの値の関数として、補正係数を調整するように、補正係数を決定する決定手段と、制動設定点を決定する決定手段との間に接続された、調整手段を備えうる。
【００２２】
システムは、補正係数の変動の振幅を限定するように、補正係数を決定する決定手段の出力部に位置付けられた、フィルタリング手段を備えうる。
【００２３】
ゆえに、本発明は、車両が通過している勾配（上り勾配又は下り勾配）を勘案している、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動を決定するための新規な原理を提示している。
【００２４】
従って、本発明は、設定点補正が勾配、質量、及び摩擦における変動にのみ依拠することから、応答時間を有しなくなるという利点を供する。
【００２５】
加えて、本発明は、トルクの高下も加速の変動も生成しないという利点も供する。
【００２６】
本発明は、車両が減速しつつある状況においてさえも、質量、勾配、及び摩擦における変動（風等）に適合することが可能であるという利点も有する。
【００２７】
本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、非限定的な例を通じてのみ提示されている後述の説明を読み、添付図面を参照することによって、明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電気自動車両又はハイブリッド自動車両の回生制動を制御するための方法を示す。
【図２】電気車両又はハイブリッド車両の回生制動を制御するためのシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
制御方法は全体として、実質的に平らな地面を走行中の車両に関して、勾配、質量、又は摩擦における変動の影響が連続的に決定される、ステップを含む。その次に、車両に生じた変動を反映する補正因子が決定される。方法は次いで、補正因子の関数として回生制動設定点が決定される、第２ステップを含む。
【００３０】
勾配、質量、又は摩擦における変動の影響を決定するために、動力学の基本原理を適用することによって、車両に作用する力のバランスが計算される。これは次いで、次の方程式をもたらす。
2017500842.tif 000003
ここで、
2017500842.tif 000004
は、車両に印加される力の合計であり、
Ｍは車両の質量であり、かつ、
γは車両の加速である。
【００３１】
実質的に平らな地面、つまり勾配のない地面を走行中の車両に関しては、方程式１は、それに応じて書き換えられうる。
2017500842.tif 000005
ここで、
ＦＦｒｉｃｔｉｏｎは摩擦力であり、
Ｆｄｒｉｖｅは車両によって生成される駆動力である。
【００３２】
勾配、質量、又は摩擦が変動する場合には、力に合致する補正項ＦＣｏｒが導入される。方程式２は次いで、次のように書き換えられる。
2017500842.tif 000006
【００３３】
従って以下のように、次の補正項ＦＣｏｒの式が方程式３から引き出されうる。
2017500842.tif 000007
【００３４】
車輪が地面と接触する時点における方程式４を表し、展開することで、次の方程式がもたらされる。
Ｆｃｏｒ＝Ｆｗｈｅｅｌ−Ｆｆｒｉｃｔｉｏｎ−Ｆｉｎｅｒｔｉａ  （方程式５）
ここで、
Ｆｃｏｒは、勾配の角度αｇｒａｄ、質量、及び車両の摩擦における変動の関数としての、車輪に印加される補正力であり、
Ｆｗｈｅｅｌは、車輪における駆動力であり、
Ｆｆｒｉｃｔｉｏｎは、抵抗摩擦荷重、特に空力荷重及びタイヤ摩擦によって引き起こされる基準力であり、
Ｆｉｎｅｒｔｉａは、車輪の可動部、特にパワートレイン、減速ギアボックス、及び車輪の慣性による力である。
【００３５】
項Ｆｃｏｒは、次のように表されうる。
ＦＣｏｒ＝Ｍｖｈ・ｇ・ｓｉｎ（αｇｒａｄ）  （方程式６）
ここで、
Ｍｖｈは車両の基準質量であり、
ｇは重力による加速であり、
αｇｒａｄは勾配の角度である。
【００３６】
項Ｆｗｈｅｅｌは、次のように表されうる。
2017500842.tif 000008
ここで、
Ｃｐｐｌａｎｔはモータによって供給されるトルクであり、
ｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎはパワートレインと車輪との間の減速比であり、
Ｒｗｈｅｅｌは車輪の半径である。
【００３７】
項Ｆｆｒｉｃｔｉｏｎは、次のように表されうる。
2017500842.tif 000009
ここで、
2017500842.tif 000010
は、圧力及び温度の関数としての空気の密度であり、
ＳＣｘは、車両の前面面積と抗力の基準係数との積であり、
Ｖｖｈは車両スピードであり、
Ｋは摩擦の基準タイヤ係数である。
【００３８】
項Ｆｉｎｅｒｔｉａは、次のように表されうる。
2017500842.tif 000011
ここで、
Ｊｐｐｌａｎｔはパワートレインの慣性であり、
Ｊｗｈｅｅｌは車輪の慣性であり、
Ｊｒｅｄｕｃｔｉｏｎは、パワートレインと車輪との間の減速システム（＝減速ギア又は減速ギアボックス）の慣性であり、
2017500842.tif 000012
は、車輪の速度の導関数である。
【００３９】
ゆえに、正弦関数の一次展開を考えると、項Ｆｃｏｒが、パーセントで表される道の勾配、質量、及び摩擦に正比例して変動することが、認められうる。
【００４０】
パワートレインによって供給される力Ｆｐｐｌａｎｔ、及び、車輪の回転スピードωｗｈｅｅｌが分かれば、補正力Ｆｃｏｒを規定するにはもう２つの項で十分である。これらの項とは、摩擦力Ｆｆｒｉｃｔｉｏｎ及び慣性力Ｆｉｎｅｒｔｉａである。
【００４１】
方程式５から方程式９までを使用すると、次いで、項Ｆｃｏｒが−１と＋１との間で変動するように項Ｆｃｏｒを標準化することによって、補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒを規定することが可能である。補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒは次いで、次のように表される。
2017500842.tif 000013
ここで、
Ａは、ギアボックス比及び車輪の直径にのみ依拠する係数であり、
ＢとＣは、校正表にまとめられた係数であり、
Ｃｏｅｆｆｃｏｒは、推定された補正係数を％で示したものであり、下り勾配（車両の質量の増大又は摩擦の減少）の-１００％から、上り勾配（車両の質量の低減又は摩擦の増大）の＋１００％まで、変動する。
【００４２】
図１は、電気自動車両又はハイブリッド自動車両の回生制動を制御するための方法を示している。制御方法の第１ステップ１において、補正係数が決定される。ブレーキペダル及びアクセルペダルが運転者によって押し下げられていないことも、決定される。
【００４３】
第２ステップ２において、次いで、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の設定点が、補正係数の関数として、回生制動の２つの設定点曲線の線形補間によって計算される。設定点曲線は、実質的にゼロの勾配及び基準質量に実質的に等しい車両質量のための、パワートレインの回転スピードの関数としての、制動トルクの値を提供する。
【００４４】
第１曲線は、補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒの増大全体を通じての、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の最大値を規定する。
【００４５】
第２曲線は、補正係数の低減全体を通じての、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の最大値を規定する。
【００４６】
２つの曲線は、モータ制動の所望の感触の関数としての校正と定義される。
【００４７】
従って、回生制動設定点Ｃｂｒ＿ｓｐは、方程式１０の適用によって決定される補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒの関数として、次のように計算される。
2017500842.tif 000014
ここで、
Ｃｂｒ＿ａ＿ｓｐは、上り勾配における、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の設定点であり、
Ｃｂｒ＿ｄ＿ｓｐは、下り勾配における、ブレーキペダルに圧力がかかっていない場合の回生制動の設定点である。
【００４８】
この計算により、勾配、質量、及び摩擦における変動の関数としての回生制動の変動を、利用できるようにすることが、可能になる。
【００４９】
車両が走行する勾配に非線形的に依拠する補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒを重み付けするための重み係数を考えることによって、補正係数の再構成された値を決定することが可能であることに、留意する必要がある。
【００５０】
再構成された相関係数の値は次いで、方程式１１において補正係数Ｃｏｅｆｆｃｏｒの値に代入される。ステップ３が次いで、制御方法のステップ１とステップ２との間に挿入されうる。
【００５１】
更に、補正係数は、勾配、質量、及び摩擦における過剰に大きな変動に関連付けられた、エンジン制動の過剰に急激な変動を限定するために、フィルタリングされることもある。従って、ステップ４が、場合によってはステップ３と組み合わされて、制御方法のステップ１とステップ２との間に挿入されうる。
【００５２】
図２は、電気車両又はハイブリッド車両の回生制動を制御するためのシステムを示している。システムは、走行条件、及び、質量のような車両の特性を推定するためのセンサ又は手段の組６に接続されている、補正係数を決定する手段５を備える。決定手段５はまた、アクセルペダル及びブレーキペダルが押し下げられていないと決定することが可能な決定手段６ａに、入力部で接続されている。
【００５３】
補正係数を決定するための決定手段５は、補正係数を決定するために方程式１０を適用する。
【００５４】
システムは、補正係数を決定する決定手段５に、及び、パワートレインの回転スピードの関数としての回生制動設定点の２つのマップを包含するメモリ８に、入力部で接続されている、制動設定点を決定するための決定手段７も備える。
【００５５】
決定手段７は、方程式１１を適用することによって、補正係数及びマップの関数としての回生制動設定点を決定する。
【００５６】
調整手段９は、走行条件及び車両の特性から導かれる少なくとも１つの値の関数として補正係数を調整するように、補正係数を決定する決定手段５と、制動設定点を決定する決定手段７との間に接続されうる。
【００５７】
フィルタリング手段１０も、補正係数の変動の振幅を限定するように、補正係数を決定する決定手段５の出力部に位置付けられうる。フィルタリング手段１０は、調整手段９に関連付けられうるか、又は、単独で使用されうる。
【図１】
2017500842.tif 000015
【図２】
2017500842.tif 000016
【国際調査報告】
2017500842.tif 000017
2017500842.tif 000018
2017500842.tif 000019
2017500842.tif 000020
2017500842.tif 000021
2017500842.tif 000022