JP2002291102A - 回転電気機械を含むパワートレインを持つ車両の回生制動を管理するトルク制御 - Google Patents
回転電気機械を含むパワートレインを持つ車両の回生制動を管理するトルク制御Info
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- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 電気自動車及びハイブリッド電気自動車の動
作を種々の点で進歩させる。 【解決手段】 第1処理器12は、回転電気機械のトルク
を制御するモーター・トルク要求データを作るのに、ス
ロットル要求データ20とトルク調整データ40を処理す
る。第2処理器14は、ブレーキ要求データ26、スロット
ル要求データ及び、少なくとも一つの動作データ供給源
からの動作データから、車両に加えられる摩擦制動トル
クを制御する摩擦制動トルク・データ30及び、第1処理
器へのトルク調整データを発生する。上記動作データ
が、回生制動トルクが制限されるのを要求しない限り、
第2処理器から第1処理器へ供給されるトルク調整デー
タが、制動トルク要求データに等しくなり、そして、前
記動作データが回生制動トルクのある程度の制限を求め
るときに、トルク調整データから制限量が差引かれ、摩
擦制動トルク・データが、摩擦ブレーキをその量だけ作
動させる。
作を種々の点で進歩させる。 【解決手段】 第1処理器12は、回転電気機械のトルク
を制御するモーター・トルク要求データを作るのに、ス
ロットル要求データ20とトルク調整データ40を処理す
る。第2処理器14は、ブレーキ要求データ26、スロット
ル要求データ及び、少なくとも一つの動作データ供給源
からの動作データから、車両に加えられる摩擦制動トル
クを制御する摩擦制動トルク・データ30及び、第1処理
器へのトルク調整データを発生する。上記動作データ
が、回生制動トルクが制限されるのを要求しない限り、
第2処理器から第1処理器へ供給されるトルク調整デー
タが、制動トルク要求データに等しくなり、そして、前
記動作データが回生制動トルクのある程度の制限を求め
るときに、トルク調整データから制限量が差引かれ、摩
擦制動トルク・データが、摩擦ブレーキをその量だけ作
動させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は概略的には電気自動
車及び一部電動の車両(ハイブリッド電気自動車)に関
し、より具体的には、その様な車両の回生制動を管理す
るトルク制御方法に関する。
車及び一部電動の車両(ハイブリッド電気自動車)に関
し、より具体的には、その様な車両の回生制動を管理す
るトルク制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車が、各種の観点でパワートレイン
の動作を制御する一つ又はそれ以上の電子モジュールを
有する場合がある。電気回転機械を含むパワートレイン
を持つ車両もある。単一の主推進源としてその様な機械
を有する車両は、一般に、電気自動車と呼ばれ、その様
な車両においては、バッテリー又は燃料電池が、電気機
械への典型的な動力供給源である。例えば内燃機関であ
るもう一つの主推進源と共に電気機械を含む車両は時
に、一部電動車両又はハイブリッド電気自動車と呼ばれ
る。
の動作を制御する一つ又はそれ以上の電子モジュールを
有する場合がある。電気回転機械を含むパワートレイン
を持つ車両もある。単一の主推進源としてその様な機械
を有する車両は、一般に、電気自動車と呼ばれ、その様
な車両においては、バッテリー又は燃料電池が、電気機
械への典型的な動力供給源である。例えば内燃機関であ
るもう一つの主推進源と共に電気機械を含む車両は時
に、一部電動車両又はハイブリッド電気自動車と呼ばれ
る。
【0003】パワートレイン制御モジュール(powertra
in control module略してPCM)は、種々の観点でのパワ
ートレインの動作を制御するためのある種のデータを処
理する電子モジュールに与えられる名前である。回転電
気機械は、その動作がPCMの制御の下にある一つの機器
となり得る。電気機械は、場合により、パワートレイン
のトルクへ正の寄与をするモーターとして動作する。別
の場合に、電気機械は、パワートレインのトルクへ負の
寄与をする発電機として動作する。電気機械からの正ト
ルクの寄与は、車両を推進するために、複数の車輪のう
ち少なくともあるものへ車両の駆動系を介して供給され
る推進トルクとして現れ得るものである。電気機械から
の負トルクの寄与は、車両を制動するために駆動系に制
動トルクを発生するのに用いられ得る。ハイブリッド電
気自動車において、電気機械からの正及び負トルクの寄
与は、関連する内燃機関における燃焼事象故に、トルク
変動を滑らかにするのに、用いられ得る。
in control module略してPCM)は、種々の観点でのパワ
ートレインの動作を制御するためのある種のデータを処
理する電子モジュールに与えられる名前である。回転電
気機械は、その動作がPCMの制御の下にある一つの機器
となり得る。電気機械は、場合により、パワートレイン
のトルクへ正の寄与をするモーターとして動作する。別
の場合に、電気機械は、パワートレインのトルクへ負の
寄与をする発電機として動作する。電気機械からの正ト
ルクの寄与は、車両を推進するために、複数の車輪のう
ち少なくともあるものへ車両の駆動系を介して供給され
る推進トルクとして現れ得るものである。電気機械から
の負トルクの寄与は、車両を制動するために駆動系に制
動トルクを発生するのに用いられ得る。ハイブリッド電
気自動車において、電気機械からの正及び負トルクの寄
与は、関連する内燃機関における燃焼事象故に、トルク
変動を滑らかにするのに、用いられ得る。
【0004】電気機械が車両を制動するために駆動系に
制動トルクを加えるとき、それは発電機として動作す
る。発生した電力は、バッテリー又は燃料電池の様な電
力供給部を再生するのに用いられ得るので、有利であ
る。それで、その様な制動は、一般に回生制動(regene
rative braking)と呼ばれ、単に短縮してregenと呼ば
れる場合もある。回生制動能力を保有する車両は、車両
の通常制動のために、その様な制動のみに依存するもの
ではないのが、一般的である。回生制動により、いくら
かのエネルギーの回収は可能とされる一方で、かなりの
頻度で回生制動を行うのは、不適切である。例えば、バ
ッテリー又はバッテリー・バンクの充電状態(state of
charge略してSOC)が、電気機械からの回生電流がバッ
テリー又はバンクへ完全に又は部分的にでも供給される
べきではない様なものである場合がある。その様な電流
に適したシンクが欠如している場合、代わりの制動手段
が必要とされる。
制動トルクを加えるとき、それは発電機として動作す
る。発生した電力は、バッテリー又は燃料電池の様な電
力供給部を再生するのに用いられ得るので、有利であ
る。それで、その様な制動は、一般に回生制動(regene
rative braking)と呼ばれ、単に短縮してregenと呼ば
れる場合もある。回生制動能力を保有する車両は、車両
の通常制動のために、その様な制動のみに依存するもの
ではないのが、一般的である。回生制動により、いくら
かのエネルギーの回収は可能とされる一方で、かなりの
頻度で回生制動を行うのは、不適切である。例えば、バ
ッテリー又はバッテリー・バンクの充電状態(state of
charge略してSOC)が、電気機械からの回生電流がバッ
テリー又はバンクへ完全に又は部分的にでも供給される
べきではない様なものである場合がある。その様な電流
に適したシンクが欠如している場合、代わりの制動手段
が必要とされる。
【0005】それで、完全な電気自動車も部分的な電気
自動車も、各車輪における摩擦式ブレーキの様な何らか
の形の機械式ブレーキを用いている。機械式摩擦ブレー
キは、油圧作動、空気作動又は電気作動される。制動が
必要とされるときに、回生制動と摩擦制動の相対割合を
制御するために、電子ブレーキ制御器又はブレーキ制御
ユニット(brake control unit略してBCU)を用いるこ
とが知られている。
自動車も、各車輪における摩擦式ブレーキの様な何らか
の形の機械式ブレーキを用いている。機械式摩擦ブレー
キは、油圧作動、空気作動又は電気作動される。制動が
必要とされるときに、回生制動と摩擦制動の相対割合を
制御するために、電子ブレーキ制御器又はブレーキ制御
ユニット(brake control unit略してBCU)を用いるこ
とが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PCMとBCUと
の間の新規な相互関係を有する回生制動の管理のための
トルク制御方法に関する。本発明は、動作中に車両が経
験し得る各種の状態(例えば、ペダルの同時踏込み、ず
り下がり、各種駆動状態及び前進/後退の切替)に対し
適切な方法で応答する本質的な能力、車両の運転性向上
に寄与するより一貫したブレーキ及びアクセル・ペダル
の応答及び感触、効率的なエネルギーの回収、そして故
障検出及び管理能力の向上を含む、有用な利益を提供す
ることを目的とする。PCMとBCUとの間の相互関係は、そ
れら2つの間でのトルク制御の分割又は配分を行い、そ
れは、BCUが駆動系トルクに対して直接制御を行うこと
と、PCMがブレーキ・トルクに対して直接制御を行うこ
とを、意図的に許可しないものとなる。本発明はそし
て、それぞれのBCU/PCMシステムが電気自動車又は一部
電動車両(ハイブリッド電気自動車)の各種のもの個別
に適応するのを可能としながら、大量生産による経済性
を高めることを目的とする。
の間の新規な相互関係を有する回生制動の管理のための
トルク制御方法に関する。本発明は、動作中に車両が経
験し得る各種の状態(例えば、ペダルの同時踏込み、ず
り下がり、各種駆動状態及び前進/後退の切替)に対し
適切な方法で応答する本質的な能力、車両の運転性向上
に寄与するより一貫したブレーキ及びアクセル・ペダル
の応答及び感触、効率的なエネルギーの回収、そして故
障検出及び管理能力の向上を含む、有用な利益を提供す
ることを目的とする。PCMとBCUとの間の相互関係は、そ
れら2つの間でのトルク制御の分割又は配分を行い、そ
れは、BCUが駆動系トルクに対して直接制御を行うこと
と、PCMがブレーキ・トルクに対して直接制御を行うこ
とを、意図的に許可しないものとなる。本発明はそし
て、それぞれのBCU/PCMシステムが電気自動車又は一部
電動車両(ハイブリッド電気自動車)の各種のもの個別
に適応するのを可能としながら、大量生産による経済性
を高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の構成にお
いては、自動車が、路上の車輪、駆動系を介して上記車
輪に結合されて動作し、上記車輪へ推進トルクを供給す
ると共に上記車輪に回生制動トルクを加えることが可能
な回転電気機械を有するパワープラント、及び、上記車
輪へ摩擦制動トルクを加える摩擦ブレーキ、を有する。
スロットル要求データが、スロットル要求供給源から来
て、制動要求データが制動要求供給源から来る。ある場
合には、少なくとも一つの動作データ供給源が、回生制
動トルクの制限を要求する動作データを確立する。
いては、自動車が、路上の車輪、駆動系を介して上記車
輪に結合されて動作し、上記車輪へ推進トルクを供給す
ると共に上記車輪に回生制動トルクを加えることが可能
な回転電気機械を有するパワープラント、及び、上記車
輪へ摩擦制動トルクを加える摩擦ブレーキ、を有する。
スロットル要求データが、スロットル要求供給源から来
て、制動要求データが制動要求供給源から来る。ある場
合には、少なくとも一つの動作データ供給源が、回生制
動トルクの制限を要求する動作データを確立する。
【0008】第1電子モジュールが、回転電気機械のト
ルクを制御するために、スロットル要求供給源からのス
ロットル要求データ及び第2電子モジュールからのトル
ク調整データを処理する処理器を有する。第2の電子モ
ジュールは、車輪へ加えられる摩擦ブレーキ・トルク及
び第1の電子モジュールへのトルク調整データを発生す
るために、ブレーキ要求供給源からのブレーキ要求デー
タ、スロットル要求データ及び、少なくとも一つの動作
データからの動作データを処理する処理器を有する。
ルクを制御するために、スロットル要求供給源からのス
ロットル要求データ及び第2電子モジュールからのトル
ク調整データを処理する処理器を有する。第2の電子モ
ジュールは、車輪へ加えられる摩擦ブレーキ・トルク及
び第1の電子モジュールへのトルク調整データを発生す
るために、ブレーキ要求供給源からのブレーキ要求デー
タ、スロットル要求データ及び、少なくとも一つの動作
データからの動作データを処理する処理器を有する。
【0009】上記2つのモジュールは、上記少なくとも
一つの動作データ供給源からの動作データが回生制動ト
ルクが制限されるのを要求しない限り、上記第2電子モ
ジュールから上記第1電子モジュールへ供給されるトル
ク調整データが上記制動要求供給源からの制動トルク要
求に等しくなる様に、摩擦制動トルク・データが摩擦ブ
レーキを作動させることがない様に、そして、少なくと
も一つの動作データ発生源からの動作データが回生制動
トルクの制限を求めているときに、その制限量がトルク
調整データから減算されると共に、摩擦ブレーキをその
制限量だけ作動させるために摩擦制動トルク・データが
その量に等しくなる様に、相互作用を処理する。
一つの動作データ供給源からの動作データが回生制動ト
ルクが制限されるのを要求しない限り、上記第2電子モ
ジュールから上記第1電子モジュールへ供給されるトル
ク調整データが上記制動要求供給源からの制動トルク要
求に等しくなる様に、摩擦制動トルク・データが摩擦ブ
レーキを作動させることがない様に、そして、少なくと
も一つの動作データ発生源からの動作データが回生制動
トルクの制限を求めているときに、その制限量がトルク
調整データから減算されると共に、摩擦ブレーキをその
制限量だけ作動させるために摩擦制動トルク・データが
その量に等しくなる様に、相互作用を処理する。
【0009】本発明の第2の構成は、上記トルク管理が
実行される制御部に関する。
実行される制御部に関する。
【0010】本発明の第3の構成は、上記トルク管理を
有する方法に関する。
有する方法に関する。
【0011】更に別の観点は、詳細に後述される本発明
の好ましい実施の形態の各種構成の中に見ることが出来
る。
の好ましい実施の形態の各種構成の中に見ることが出来
る。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、電気自動車のパワープラ
ントのためのトルク制御器10を示している。それは、パ
ワートレイン制御モジュール(powertrain control mod
ule略してPCM)12及びブレーキ制御ユニット(brake co
ntrol unit略してBCU)14を含む。個々で述べられる態
様で選択された機能を実行するために各種データ入力を
処理すると共に各種データ出力を発生する処理器を含む
各種電子構成部品からなる組立体を有する電子ユニット
を指し示すために、限定的な意味ではなく一般的な意味
において、制御モジュール又は制御ユニットという用語
が用いられている。車両のパワープラントは、車両を推
進するための電気モーター又は車両を制動するための発
電機のいずれかとして動作することが出来る回転電気機
械を有する。この車両はまた、摩擦制動により車両を制
動するブレーキ・システムを含む。摩擦ブレーキの作動
は、電気作動、油圧作動又は空気作動によりブレーキを
作動させるために車両のドライバーがブレーキ・ペダル
を踏込むなどの、いかなる適切な方法によっても、達成
され得る。電気モーターから駆動輪までの駆動系には、
ドライバーにより各変速段へ切替可能な多段変速機が含
まれる。ここに記載される車両において、それらの変速
段は、パーキング(P)、後退(R)、ニュートラル
(N)そしてドライブ(D)である。ドライブにあると
き、変速機は、車両を前方へ推進するために、電気機械
がモーターとして動作するのを可能とする。リバースに
あるときには、変速機は、車両を後方へ推進するため
に、電気機械がモーターとして動作するのを可能とす
る。パーキング又はニュートラルにあるときには、電気
機械から車輪へ回転運動が伝達され得ないが、パーキン
グ又はニュートラルのときに、回転運動が車輪から電気
機械へ伝達されるのを許容するように決定しても良い。
パーキングとニュートラルとの差は、パーキングにおい
ては、駆動系を略車速ゼロで締結する手段(パーキング
・ポールを使用するのが一般的)が用いられるのに対
し、ニュートラルにおいては、締結手段が用いられない
という点である。前進又は後退のいずれかに車両を推進
するために、ドライバーにより操作される、アクセル・
ペダル又は、アクセル・ペダルによりなされるのが一般
的であるスロットルがある。
ントのためのトルク制御器10を示している。それは、パ
ワートレイン制御モジュール(powertrain control mod
ule略してPCM)12及びブレーキ制御ユニット(brake co
ntrol unit略してBCU)14を含む。個々で述べられる態
様で選択された機能を実行するために各種データ入力を
処理すると共に各種データ出力を発生する処理器を含む
各種電子構成部品からなる組立体を有する電子ユニット
を指し示すために、限定的な意味ではなく一般的な意味
において、制御モジュール又は制御ユニットという用語
が用いられている。車両のパワープラントは、車両を推
進するための電気モーター又は車両を制動するための発
電機のいずれかとして動作することが出来る回転電気機
械を有する。この車両はまた、摩擦制動により車両を制
動するブレーキ・システムを含む。摩擦ブレーキの作動
は、電気作動、油圧作動又は空気作動によりブレーキを
作動させるために車両のドライバーがブレーキ・ペダル
を踏込むなどの、いかなる適切な方法によっても、達成
され得る。電気モーターから駆動輪までの駆動系には、
ドライバーにより各変速段へ切替可能な多段変速機が含
まれる。ここに記載される車両において、それらの変速
段は、パーキング(P)、後退(R)、ニュートラル
(N)そしてドライブ(D)である。ドライブにあると
き、変速機は、車両を前方へ推進するために、電気機械
がモーターとして動作するのを可能とする。リバースに
あるときには、変速機は、車両を後方へ推進するため
に、電気機械がモーターとして動作するのを可能とす
る。パーキング又はニュートラルにあるときには、電気
機械から車輪へ回転運動が伝達され得ないが、パーキン
グ又はニュートラルのときに、回転運動が車輪から電気
機械へ伝達されるのを許容するように決定しても良い。
パーキングとニュートラルとの差は、パーキングにおい
ては、駆動系を略車速ゼロで締結する手段(パーキング
・ポールを使用するのが一般的)が用いられるのに対
し、ニュートラルにおいては、締結手段が用いられない
という点である。前進又は後退のいずれかに車両を推進
するために、ドライバーにより操作される、アクセル・
ペダル又は、アクセル・ペダルによりなされるのが一般
的であるスロットルがある。
【0013】本発明の原理に適応したPCM 12により用い
られるデータ入力には、変速機及び/又はそれの切替機
構から得られるのが一般的である選択された変速段デー
タ16、エネルギー貯蔵機器(バッテリー)が電流を受け
たり供給したりする(つまり、高電圧状態)のを禁止し
得る要素又は、駆動系の何かの部分が回生トルクを発生
するのを禁止し得る何らかの要素(つまり、駆動系の温
度、バッテリー温度、電圧の上限)などのトルク制限要
素18、アクセルペダルに付随したスロットル位置センサ
ーなどのセンサーから得られるのが一般的なスロットル
要求データ20及び、車速データ22、が含まれる。車両内
の各種機器の間の電子データの通信は、そこをデータが
適切な更新速度で伝えられる、通信バス又はデータ・バ
スを介して、行われる。
られるデータ入力には、変速機及び/又はそれの切替機
構から得られるのが一般的である選択された変速段デー
タ16、エネルギー貯蔵機器(バッテリー)が電流を受け
たり供給したりする(つまり、高電圧状態)のを禁止し
得る要素又は、駆動系の何かの部分が回生トルクを発生
するのを禁止し得る何らかの要素(つまり、駆動系の温
度、バッテリー温度、電圧の上限)などのトルク制限要
素18、アクセルペダルに付随したスロットル位置センサ
ーなどのセンサーから得られるのが一般的なスロットル
要求データ20及び、車速データ22、が含まれる。車両内
の各種機器の間の電子データの通信は、そこをデータが
適切な更新速度で伝えられる、通信バス又はデータ・バ
スを介して、行われる。
【0014】本発明の原理に適したBCU 14により用いら
れるデータ入力には、車速センサーから得られるのが一
般的な車輪速データ24及び、ドライバーがブレーキ・ペ
ダルを踏込む程度を検出する適切なセンサーの何れか、
例えば、ストローク・センサー又は圧力センサーから得
られる、制動トルク要求データ26、が含まれる。PCM 12
のデータ出力の一つは、回転電気機械をモーターとして
動作させるモーター・トルク28であり、BCU 14のデータ
出力の一つは摩擦ブレーキを作動させる摩擦制動トルク
30である。
れるデータ入力には、車速センサーから得られるのが一
般的な車輪速データ24及び、ドライバーがブレーキ・ペ
ダルを踏込む程度を検出する適切なセンサーの何れか、
例えば、ストローク・センサー又は圧力センサーから得
られる、制動トルク要求データ26、が含まれる。PCM 12
のデータ出力の一つは、回転電気機械をモーターとして
動作させるモーター・トルク28であり、BCU 14のデータ
出力の一つは摩擦ブレーキを作動させる摩擦制動トルク
30である。
【0015】PCM 12のデータ出力の他のものは、BCU 14
へデータ入力を供給するものであり、それらには、変速
段が後退からドライブへ移行したことを表すデータ32
(パーキングとニュートラルをドライブと判断しても良
い)、前進又は後退のいずれかの車両が移動している実
際の方向を特定するデータ34、回生限界を規定するデー
タ36及び、ある状態においてのトルク制限要素により調
整されるスロットル・トルク要求に対応するデータ38
が、含まれる。PCM 12への入力を形成するBCU 14の別の
データ出力は、計算されたトルク調整量を規定するデー
タ40である。
へデータ入力を供給するものであり、それらには、変速
段が後退からドライブへ移行したことを表すデータ32
(パーキングとニュートラルをドライブと判断しても良
い)、前進又は後退のいずれかの車両が移動している実
際の方向を特定するデータ34、回生限界を規定するデー
タ36及び、ある状態においてのトルク制限要素により調
整されるスロットル・トルク要求に対応するデータ38
が、含まれる。PCM 12への入力を形成するBCU 14の別の
データ出力は、計算されたトルク調整量を規定するデー
タ40である。
【0016】車両の制動は、個別の車輪における摩擦ブ
レーキの作動又は、発電機としてパワープラントの電気
機械を作動させるために、走行中の車両の運動エネルギ
ーを用いる回生制動のいずれかにより、行うことが出来
る。
レーキの作動又は、発電機としてパワープラントの電気
機械を作動させるために、走行中の車両の運動エネルギ
ーを用いる回生制動のいずれかにより、行うことが出来
る。
【0017】車両の加速は、車両のアクセル・ペダルを
踏込むことにより、要求される。スロットル位置センサ
ーは、アクセル・ペダルが踏込まれる程度を監視し、そ
してスロットル要求データ20を発生する。この要求は、
車両を加速させることになるトルクである場合と、車両
を減速させることになるトルクである場合とになり得
る。スロットル要求とアクセル要求とは、ここでは同義
語と理解される。
踏込むことにより、要求される。スロットル位置センサ
ーは、アクセル・ペダルが踏込まれる程度を監視し、そ
してスロットル要求データ20を発生する。この要求は、
車両を加速させることになるトルクである場合と、車両
を減速させることになるトルクである場合とになり得
る。スロットル要求とアクセル要求とは、ここでは同義
語と理解される。
【0018】車両を減速させるスロットル要求は、ある
速度領域でかつ、全閉又は全閉近くのスロットル位置に
おいて、生成され得るもので、通常の内燃機関(IC)及
び変速機を装備した車両で発生されるスロットル全閉の
減速トルクをシミュレートしたものとなる。このスロッ
トル全閉減速トルクは、圧縮制動トルクと呼ばれる場合
がある。回転電気機械を装備した車両の場合、圧縮制動
は、回生圧縮制動になる。
速度領域でかつ、全閉又は全閉近くのスロットル位置に
おいて、生成され得るもので、通常の内燃機関(IC)及
び変速機を装備した車両で発生されるスロットル全閉の
減速トルクをシミュレートしたものとなる。このスロッ
トル全閉減速トルクは、圧縮制動トルクと呼ばれる場合
がある。回転電気機械を装備した車両の場合、圧縮制動
は、回生圧縮制動になる。
【0019】PCM 12は、車両のパワープラントが発生す
るパワートレイン・トルクを制御するもので、この場合
には、電動モーターとして動作する回転電気機械が発生
するモーター・トルクを制御する。車両パワートレイン
は、パワープラントのPCMの制御により決定されるトル
クが車輪に伝達される際に通る駆動系を有する。加えら
れるトルクは、駆動トルク(正トルク)、回生制動トル
ク(負トルク)及び圧縮制動トルク(負トルク)の代数
和である。回生制動は、各種態様の何れかで適切な車載
格納媒体への回収エネルギーの一時貯蔵により、どこか
別の所ですぐに使用するため又は、後で使用するため
に、パワートレインから運動エネルギーを回収する、パ
ワートレインに作用する何らかの形態の制動である。
るパワートレイン・トルクを制御するもので、この場合
には、電動モーターとして動作する回転電気機械が発生
するモーター・トルクを制御する。車両パワートレイン
は、パワープラントのPCMの制御により決定されるトル
クが車輪に伝達される際に通る駆動系を有する。加えら
れるトルクは、駆動トルク(正トルク)、回生制動トル
ク(負トルク)及び圧縮制動トルク(負トルク)の代数
和である。回生制動は、各種態様の何れかで適切な車載
格納媒体への回収エネルギーの一時貯蔵により、どこか
別の所ですぐに使用するため又は、後で使用するため
に、パワートレインから運動エネルギーを回収する、パ
ワートレインに作用する何らかの形態の制動である。
【0020】パワートレインのトルクに対する制御権を
持つのは、PCM 12である。そして、BCU 14は、それがPC
M 12に供給するトルク調整データ40により、そのトルク
の調整を要求し得るものの、要求されるトルク調整デー
タ40の何れも、PCM 12自身がBCU 14に対して供給するデ
ータ(つまり、回生制限データ36及びスロットル・トル
ク要求データ38)の値である。いずれにしても、PCM 12
は、それが、そのようなトルク調整要求データがPCM 12
がパワートレインの制御に利用する全てのデータの現在
の値に対して不適切であると判断する何れの状況におい
ても、要求トルク調整データ40を処理することにはなら
ない。
持つのは、PCM 12である。そして、BCU 14は、それがPC
M 12に供給するトルク調整データ40により、そのトルク
の調整を要求し得るものの、要求されるトルク調整デー
タ40の何れも、PCM 12自身がBCU 14に対して供給するデ
ータ(つまり、回生制限データ36及びスロットル・トル
ク要求データ38)の値である。いずれにしても、PCM 12
は、それが、そのようなトルク調整要求データがPCM 12
がパワートレインの制御に利用する全てのデータの現在
の値に対して不適切であると判断する何れの状況におい
ても、要求トルク調整データ40を処理することにはなら
ない。
【0021】同様に、摩擦制動トルクに対する制御権を
持つのは、BCU 14である。そして、PCM 12は、それが計
算する回生制限データ36及びスロットル・トルク要求デ
ータ38の値の各種組合せに関し、BCU 14へ要求摩擦ブレ
ーキ・トルクを要求するものの、BCU 14は、それが、そ
の様な制動トルク要求データが摩擦ブレーキを制御する
のにBCU 14が利用する全てのデータの現在の値に不適切
であると判断する何れの状況においても、摩擦制動トル
ク要求データを処理することにはならない。
持つのは、BCU 14である。そして、PCM 12は、それが計
算する回生制限データ36及びスロットル・トルク要求デ
ータ38の値の各種組合せに関し、BCU 14へ要求摩擦ブレ
ーキ・トルクを要求するものの、BCU 14は、それが、そ
の様な制動トルク要求データが摩擦ブレーキを制御する
のにBCU 14が利用する全てのデータの現在の値に不適切
であると判断する何れの状況においても、摩擦制動トル
ク要求データを処理することにはならない。
【0022】PCM 12とBCU 14との間のデータの移動は、
通信媒体の様な適切な媒体の何れによってもなされ得
て、不図示であるとしても、全ての適切な供給源からの
データについても、その様なデータ・リンク上で、PCM
12及びBCU 14に利用可能とされる。
通信媒体の様な適切な媒体の何れによってもなされ得
て、不図示であるとしても、全ての適切な供給源からの
データについても、その様なデータ・リンク上で、PCM
12及びBCU 14に利用可能とされる。
【0023】図2は、PCM 12により実行される各データ
処理工程を示している。その様な工程には、選択された
変速段16を受信するステップ42、トルク制限要素18を受
信するステップ44、トルク要求20を受信するステップ46
そして車速22を受信するステップ48が、含まれる。
処理工程を示している。その様な工程には、選択された
変速段16を受信するステップ42、トルク制限要素18を受
信するステップ44、トルク要求20を受信するステップ46
そして車速22を受信するステップ48が、含まれる。
【0024】PCM 12は、図示の様に、その受信したデー
タを用いる各種計算工程を実行する。ステップ50は、車
両が特定の選択された変速段についてパワープラントに
より推進されることになる、前進(D,P,R)又は非前進
(N)の何れかの方向を計算するものである。計算の結
果が、データ信号32である。ステップ52が、回生制限デ
ータを計算し、その計算の結果が、データ信号36であ
る。ステップ54が、アクセル・ペダル位置に対応するト
ルク要求データを計算し、その結果が、PCM 12内での、
後の処理に用いられる。ステップ56は、車両の実際の移
動方向(後退又は非後退の何れか)を特定するデータ34
を計算する。そのデータは、車両の通信バス上を伝達さ
せられると共に、PCM 12による更なる処理で用いられ
る。
タを用いる各種計算工程を実行する。ステップ50は、車
両が特定の選択された変速段についてパワープラントに
より推進されることになる、前進(D,P,R)又は非前進
(N)の何れかの方向を計算するものである。計算の結
果が、データ信号32である。ステップ52が、回生制限デ
ータを計算し、その計算の結果が、データ信号36であ
る。ステップ54が、アクセル・ペダル位置に対応するト
ルク要求データを計算し、その結果が、PCM 12内での、
後の処理に用いられる。ステップ56は、車両の実際の移
動方向(後退又は非後退の何れか)を特定するデータ34
を計算する。そのデータは、車両の通信バス上を伝達さ
せられると共に、PCM 12による更なる処理で用いられ
る。
【0025】ステップ58は、トルク制限要素がトルク要
求への制限を行なうのが適切と考えられる状況におい
て、アクセル・ペダルからのトルク要求を調整する様
に、ステップ54によるトルク要求データ及び、ステップ
44によるトルク制限要素データを処理する。それで、ス
テップ58は、供給電流制限(例えば、バッテリー充電状
態)、温度、車速などのような要素が、パワープラント
がその制限を超えるモーター・トルクを発生しているべ
きではないことを示す状況において、実際のモーター駆
動トルクの減衰を生じさせることが出来る。ステップ58
の結果が、スロットル・トルク要求データ38である。ス
ロットル・トルク要求データ38の更なる処理が実行させ
ることになるので、スロットル・トルク要求データ38
は、回生限界データ36を超えても良い。ステップ60は、
計算ステップ50, 52, 56及び58の結果が、BCU 14に利用
可能とされる場合に、それらが、通信バス又はデータ・
リンク上を伝達されるのを示している。
求への制限を行なうのが適切と考えられる状況におい
て、アクセル・ペダルからのトルク要求を調整する様
に、ステップ54によるトルク要求データ及び、ステップ
44によるトルク制限要素データを処理する。それで、ス
テップ58は、供給電流制限(例えば、バッテリー充電状
態)、温度、車速などのような要素が、パワープラント
がその制限を超えるモーター・トルクを発生しているべ
きではないことを示す状況において、実際のモーター駆
動トルクの減衰を生じさせることが出来る。ステップ58
の結果が、スロットル・トルク要求データ38である。ス
ロットル・トルク要求データ38の更なる処理が実行させ
ることになるので、スロットル・トルク要求データ38
は、回生限界データ36を超えても良い。ステップ60は、
計算ステップ50, 52, 56及び58の結果が、BCU 14に利用
可能とされる場合に、それらが、通信バス又はデータ・
リンク上を伝達されるのを示している。
【0026】PCM 12は、モーター・トルク28が計算さ
れ、回転電気機械の電気制御回路へ伝達される前に、デ
ータの別の処理をステップ58から実行する。その処理
は、モーター・トルク・データ28がパワープラント上で
有効なものとされるのを許可される前に、BCU 14からの
トルク調整データ40が考慮されるようにする。この別の
処理については、BCU 14により実行される処理を開示す
る図3の以下の説明を行った後で、後述する。
れ、回転電気機械の電気制御回路へ伝達される前に、デ
ータの別の処理をステップ58から実行する。その処理
は、モーター・トルク・データ28がパワープラント上で
有効なものとされるのを許可される前に、BCU 14からの
トルク調整データ40が考慮されるようにする。この別の
処理については、BCU 14により実行される処理を開示す
る図3の以下の説明を行った後で、後述する。
【0027】最後の図3において、ステップ62は、ステ
ップ60においてPCM 12により伝達されるデータのBCU 14
による受信を示している。ステップ64は、ブレーキ・ペ
ダルの踏込データのBCU 14による受信を示している。ス
テップ66において、BCU 14は、対応する制動トルク要求
を計算するために、ブレーキ踏込データを処理する。ス
テップ68において、ステップ66からの制動トルク要求デ
ータは、PCM 12から受信されるスロットル・トルク要求
データ38に代数的に加算される。ステップ70は、PCM 12
が受信する回生制限データ36に対してトルク要求の合計
量を比較し、回生制限量を超える場合には、合計量を制
限する機能をする。
ップ60においてPCM 12により伝達されるデータのBCU 14
による受信を示している。ステップ64は、ブレーキ・ペ
ダルの踏込データのBCU 14による受信を示している。ス
テップ66において、BCU 14は、対応する制動トルク要求
を計算するために、ブレーキ踏込データを処理する。ス
テップ68において、ステップ66からの制動トルク要求デ
ータは、PCM 12から受信されるスロットル・トルク要求
データ38に代数的に加算される。ステップ70は、PCM 12
が受信する回生制限データ36に対してトルク要求の合計
量を比較し、回生制限量を超える場合には、合計量を制
限する機能をする。
【0028】ステップ72は、車速センサーのデータもBC
U 14に入力されるのを示している。BCU 14は、摩擦制動
トルクの目標データ(ステップ74)及びトルク調整デー
タ(ステップ76)を計算するために、そのデータ、車両
方向データ及び、場合により回生制限データにより制限
される制動トルク要求データを、処理する。ステップ74
の目標摩擦制動トルクの計算は、そのトルクを摩擦ブレ
ーキに加えるために(ステップ78)、用いられる。この
摩擦制動トルク・データ30は、回生制限データ36を超え
ていて、パワートレインが発生することの出来ない制動
トルクを、表している。ステップ76からのトルク調整デ
ータ40は、最終的に適切なモーター・トルク・データ28
を適用するのに必要とされ、通信バス上を伝達される、
スロットル・トルク要求データ38への変更又は調整を表
わすものである(ステップ80)。
U 14に入力されるのを示している。BCU 14は、摩擦制動
トルクの目標データ(ステップ74)及びトルク調整デー
タ(ステップ76)を計算するために、そのデータ、車両
方向データ及び、場合により回生制限データにより制限
される制動トルク要求データを、処理する。ステップ74
の目標摩擦制動トルクの計算は、そのトルクを摩擦ブレ
ーキに加えるために(ステップ78)、用いられる。この
摩擦制動トルク・データ30は、回生制限データ36を超え
ていて、パワートレインが発生することの出来ない制動
トルクを、表している。ステップ76からのトルク調整デ
ータ40は、最終的に適切なモーター・トルク・データ28
を適用するのに必要とされ、通信バス上を伝達される、
スロットル・トルク要求データ38への変更又は調整を表
わすものである(ステップ80)。
【0029】PCM 12は、図2のステップ82により示され
る様に、上記の伝達されたデータを受信する。PCM 12
は、ステップ58からのデータを処理し、そしてBCU 14が
PCM 12から受けるデータをBCU 14が処理し、トルク調整
データ40を発生そして伝達する処理時間を考慮した時間
遅れ(ステップ84)の後で、トルク調整データ40を処理
する(ステップ86)。ステップ86のデータ計算結果は、
モーター・トルク制限データと比較され(ステップ8
8)、それら制限の観点で適切なものに修正され(ステ
ップ90)、そしてパワープラントの回転電気機械に適用
される(ステップ92)。
る様に、上記の伝達されたデータを受信する。PCM 12
は、ステップ58からのデータを処理し、そしてBCU 14が
PCM 12から受けるデータをBCU 14が処理し、トルク調整
データ40を発生そして伝達する処理時間を考慮した時間
遅れ(ステップ84)の後で、トルク調整データ40を処理
する(ステップ86)。ステップ86のデータ計算結果は、
モーター・トルク制限データと比較され(ステップ8
8)、それら制限の観点で適切なものに修正され(ステ
ップ90)、そしてパワープラントの回転電気機械に適用
される(ステップ92)。
【0030】上記説明より、PCM 12は、図1の4つのデ
ータ入力16, 18, 20及び22からなる入力データを保有
し、4つのデータ出力32, 34, 36及び38からなる出力デ
ータを発生する。そのデータ出力は、制動トルク要求デ
ータ26と関連付けられてBCU 14により処理される。BCU
14は、制動トルク要求データ26及びスロットル・トルク
要求データ38を代数的に合計することにより、車輪にお
ける総トルク要求を計算する。BCU 14の次の役割は、PC
M 12により使用されるトルク調整データ40及び、摩擦ブ
レーキを動作させる摩擦制動トルク・データを、その様
なデータが、回生制動が発生されるべき程度の制限を求
めることのあるトルク制限要素に適したものとなるのを
確実なものとしながら、計算することである。
ータ入力16, 18, 20及び22からなる入力データを保有
し、4つのデータ出力32, 34, 36及び38からなる出力デ
ータを発生する。そのデータ出力は、制動トルク要求デ
ータ26と関連付けられてBCU 14により処理される。BCU
14は、制動トルク要求データ26及びスロットル・トルク
要求データ38を代数的に合計することにより、車輪にお
ける総トルク要求を計算する。BCU 14の次の役割は、PC
M 12により使用されるトルク調整データ40及び、摩擦ブ
レーキを動作させる摩擦制動トルク・データを、その様
なデータが、回生制動が発生されるべき程度の制限を求
めることのあるトルク制限要素に適したものとなるのを
確実なものとしながら、計算することである。
【0031】トルク制限要素が、回生制動トルクが制限
されることを要求しない限り、BCU 14がPCM 12へ供給す
るトルク調整要求データ40は、ブレーキ・ペダル・セン
サーからの制動トルク要求データ26に等しくなり、摩擦
ブレーキは、使用されない。トルク制限要素が回生制動
トルクの制限を求める程度まで、制限されなければトル
ク調整データ40となることになる値から制限量が差引か
れ、その制限量は、摩擦ブレーキがその量だけ使用され
る様に、摩擦制動トルク・データ30に反映される。それ
で、いかなる時点においても、回転電気機械と摩擦ブレ
ーキにより発生されるトルクの合計は、ブレーキ・ペダ
ルとアクセル・ペダルを用いて、ドライバーが要求する
トルクの合計に常に等しく、同時に、回生制動トルクを
回生制動限界に維持する。
されることを要求しない限り、BCU 14がPCM 12へ供給す
るトルク調整要求データ40は、ブレーキ・ペダル・セン
サーからの制動トルク要求データ26に等しくなり、摩擦
ブレーキは、使用されない。トルク制限要素が回生制動
トルクの制限を求める程度まで、制限されなければトル
ク調整データ40となることになる値から制限量が差引か
れ、その制限量は、摩擦ブレーキがその量だけ使用され
る様に、摩擦制動トルク・データ30に反映される。それ
で、いかなる時点においても、回転電気機械と摩擦ブレ
ーキにより発生されるトルクの合計は、ブレーキ・ペダ
ルとアクセル・ペダルを用いて、ドライバーが要求する
トルクの合計に常に等しく、同時に、回生制動トルクを
回生制動限界に維持する。
【0032】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、電気自
動車及びハイブリッド電気自動車の動作を種々の点で進
歩させる効率的で効果的な方法が得られると考えられ
る。
動車及びハイブリッド電気自動車の動作を種々の点で進
歩させる効率的で効果的な方法が得られると考えられ
る。
【図1】PCMとBCUを含む車両のパワープラントのトルク
制御器を表す概略構成図である。
制御器を表す概略構成図である。
【図2】本発明の原理に従う、PCMに主に関係するがBCU
とも相互に関連する制御を表すフローチャートである。
とも相互に関連する制御を表すフローチャートである。
【図3】本発明の原理に従う、BCUに主に関係するがPCM
とも相互に関連する制御を表すフローチャートである。
とも相互に関連する制御を表すフローチャートである。
12 第1電子モジュール 14 第2電子モジュール 18 動作データ供給源 20 スロットル要求供給源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒトシ ハシバ アメリカ合衆国 ミシガン州 48170,プ リマス ポラリス コート 43300 (72)発明者 マサト ヨシノ 兵庫県伊丹市昆陽北1−1−1 (72)発明者 デール スコット クロムベズ アメリカ合衆国 ミシガン州 48150,リ ボニア イングラム 9615 (72)発明者 ジャック エイチ.スー ドイツ国 プロッヒング デー−73207 グリースハーバー ヴェグ 2 (72)発明者 ケニス ジェイムズ ファーカス アメリカ合衆国 ミシガン州 48124,デ ィアボーン フォート ディアボーン ス トリート 544 (72)発明者 ケリー エデン グランド アメリカ合衆国 ミシガン州 48047,チ ェスターフィールド ボーランド ドライ ブ 52153 Fターム(参考) 5H115 PA01 PA12 PC06 PG04 PI11 PI16 PI18 PI29 PU01 PU21 QE10 QI04 QI07 QI08 QI15 QN03 QN27 RE06 SE04 TB03 TI01 TI05 TI10 TO05 TO21 TO23 TO26 TO30
Claims (4)
- 【請求項1】 路面に接触する車輪、 駆動系を介して上記車輪に結合されて動作し、上記車輪
への推進トルクの供給と、上記車輪への回生制動トルク
を課すことの両方が、可能な、回転電気機械を有するパ
ワープラント、 上記車輪へ摩擦制動トルクを印加する摩擦ブレーキ、 スロットル要求供給源、 制動要求供給源、 所定の場合に、回生制動トルクの制限を要求する動作デ
ータを供給する、少なくとも一つの動作データ供給源、 上記回転電気機械のトルクを制御するモーター・トルク
要求データを供給するために、車速データ、スロットル
要求源からのスロットル要求データ及び、第2電子モジ
ュールからのトルク調整データ、を処理する処理器を有
する第1電子モジュール、及び上記車輪に加えられる摩
擦制動トルクと、上記第1電子モジュールへのトルク調
整データを制御する摩擦制動トルク・データを供給する
ために、車速データ、上記制動要求源からの制動要求デ
ータ、スロットル要求データ及び、少なくとも一つの動
作データ供給源からの動作データを処理する処理器を有
する第2電子モジュール、 を有し、 上記少なくとも一つの動作データ供給源からの動作デー
タが、回生制動トルクが制限されるのを要求しない限
り、上記第2処理器から上記第1処理器へ供給されるト
ルク調整データが、制動トルク要求データに等しくな
り、摩擦制動トルク・データが摩擦ブレーキを作動させ
ることがなく、そして、上記少なくとも一つの動作デー
タ供給源からの動作データが回生制動トルクのある程度
の制限を求めるときに、トルク調整データから制限量が
差引かれ、摩擦制動トルク・データが、上記摩擦ブレー
キをその量だけ作動させる制限量に等しくなる様に、上
記2つのモジュールが処理上の相互作用を持つ、 自動車。 - 【請求項2】 所定の場合に回生制動トルクの制限を要
求する動作データを供給する上記少なくとも一つの動作
データ供給源は、車載の電流供給源及び吸収源への制限
を実行するデータ供給源を有する、請求項1に記載の自
動車。 - 【請求項3】 上記車載の電流供給源及び吸収源は、バ
ッテリーからなる、請求項2に記載の自動車。 - 【請求項4】 上記各モジュールはまた、上記車両の進
行方向を規定する車両進行方向データ及び、モーター・
トルク要求データとトルク調整データそれぞれの設定中
に、非前進変速段から前進変速段を区別する変速段選択
データを処理する、請求項1に記載の自動車。
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