JP5301029B2 - 車両の作動方法および作動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両たとえばハイブリッド車両の作動方法および作動装置に関する。この場合、車両の少なくとも１つの軸が駆動装置により駆動され、これにより車両はまえもって定められた目標トルクにより加速され、この加速は、駆動トルクが少なくとも１つの軸および該軸と結合された車輪に伝達されることによって行われる。

本発明の上位概念となる装置はDE 35 42 059 C1から知られている。この刊行物によれば車両は、慣用のように内燃機関により駆動可能な主駆動軸を有している。主駆動軸における車輪のスリップが大きくなると、別個の補助駆動装置たとえば電気モータによって、付加的に接続可能な補助駆動軸の車輪を自動的に駆動することができる。

この場合、車両においてたとえばアクセルペダルの操作によってドライバが設定する車両の目標トルクが、車両の両方の軸に分配される。車両のハンドルが回されるカーブ走行においては、操舵された車輪に作用するトルクが、操舵されていない車輪に作用するトルクよりも多く車両の加速に寄与する、という効果が生じる。逆方向の大きなトルクが両方の駆動軸に加わった場合、操舵角を変えるだけでは車両の目標トルクが不所望に変わってしまう。このことは車両のドライバにとって好ましくなく不快に感じられる。

発明の開示
請求項１の特徴を備えた車両の作動方法により得られる利点とは、設定された目標トルクがカーブ走行であっても車両の駆動動作によって実際に達成されることである。カーブ走行の場合、まえもって定められた目標トルクで車両が加速されるよう、操舵された軸および／または操舵されていない軸の駆動トルクが補正されることによって、操舵された軸と操舵されていない軸の車輪において生じるそれぞれ異なるてこ作用が補償される。

有利には、操舵軸および／または非操舵軸の部分駆動トルクが車輪と車両旋回点との間隔に依存して補正される。ハンドルを回すことによりカーブ走行が行われるとき、車輪と車両旋回点との間におけるてこのアームの長さがそれぞれ異なることにより、車輪トルクが同じであるとそれぞれ異なる強さの加速作用が車両に引き起こされ、その結果、車両の操舵軸と非操舵軸にそれぞれ異なる作用が引き起こされ、つまりは車両の加速度特性に差が生じてしまう。このような加速度特性の差が高い信頼性で補償される。

１つの実施形態によれば、操舵軸および／または非操舵軸の部分駆動トルクが操舵軸における車輪の操舵角に依存して補正される。このような補償をハイブリッドドライブにも適用できるし、全輪駆動や慣用の駆動機構にも適用することができる。

有利には、所定の目標トルクが定められて、操舵軸および非操舵軸の部分駆動トルクに分配される。その際、少なくとも１つの部分駆動トルクが操舵軸における車輪の車輪操舵角に依存して補正され、ついで部分駆動トルクが操舵軸と非操舵軸とに伝達される。目標トルクを操舵軸と非操舵軸との間で任意に再配分することができるので、このような補償は常にドライバが設定した駆動要求どおりに行われる。その際、操舵軸と非操舵軸つまりは車輪を、正方向でも負方向でも駆動することができる。

１つの実施形態によれば、部分駆動トルクは車両の動作状態に依存して操舵軸の車輪と非操舵軸の車輪に分配される。したがって部分駆動トルクを、バッテリ状態に依存して操舵軸と非操舵軸とに分配することができる。たとえば駆動装置として電気モータが用いられる場合、バッテリがフル充電状態にあれば、有利にはバッテリにより稼働される電気モータを１つの軸の駆動に利用することができる一方、充電状態が僅かであれば、他方の軸を駆動する駆動装置たとえば内燃機関によってバッテリを充電することができる。

１つの実施形態によれば部分駆動トルクの補正は、操舵軸または非操舵軸に関連づけられた基準点あるいは操舵軸と非操舵軸との間のポジションに関連づけられた基準点に依存して行われる。その結果、基準点として選ばれた軸は、適正に設定された軸としてみなされることになる。そしてこのような基準点に基づき、カーブ走行に応じて他方の軸の部分駆動トルクが補正される。

有利には、所定の目標トルクのための基準として非操舵軸が定められる。この場合、部分駆動トルクの分配後、操舵軸の部分駆動トルクが、操舵軸の車輪の車輪操舵角に依存し絶対値に関して低減される。このようにすることによってシステムの所要計算パワーが最小限に抑えられる。なぜならば、所定の目標トルクと車輪操舵角と補正された部分駆動トルクとの関係をテーブルまたは特性曲線から簡単に読み出すことができるからである。

１つの実施形態によれば、所定の目標トルクのための基準点として操舵軸が選定される。この場合、非操舵軸の部分駆動トルクは、操舵された車輪の車輪操舵角に依存し絶対値に関して高められる。これにより２つの軸において駆動を行うトルクの補償が行われる。

有利には、所定の目標トルクのための基準点として操舵軸と非操作軸との間のポジションが選定され、操舵軸における部分駆動トルクが絶対値に関して低減され、非操舵軸における部分駆動トルクが絶対値に関して高められる。

さらに本発明は、車両たとえばハイブリッド車両の作動装置に関する。この場合、車両の少なくとも１つの軸が駆動装置により駆動されて、車両が所定の目標トルクにより加速され、この加速は、少なくとも１つの軸およびこの軸と結合された車輪に部分駆動トルクが伝達されることにより行われる。

車両の目標トルクがドライバの要求と一致するよう、目標トルクを絶えず調整する目的で、カーブ走行時、所定の目標トルクによって車両が加速されるよう、操舵軸および／または非操舵軸における部分駆動トルクを補正する手段が設けられている。このようにすることでカーブ走行時、調整された目標トルクが実際に車両の駆動特性によって常に実現されるようになる。操舵軸の車輪と非操舵軸の車輪にそれぞれ異なる強さで力が作用することに起因して車両の誤動作が生じてしまうようなことは、このようにすることで確実に回避される。

１つの実施形態によれば上記の手段は、操舵軸および／または非操舵軸の部分駆動トルクを車輪と車両旋回点との間隔に依存して補正する。

有利には制御装置によって所定の目標トルクが定められ、この目標トルクが操舵軸における部分駆動トルクと非操舵軸における部分駆動トルクに分割される。この場合、部分駆動トルクは、操舵軸における車輪の操舵角に依存して補正され、操舵軸と非操舵軸とに伝達される。非操舵軸および／または操舵軸における車輪の車輪トルクは、制御装置の計算に従って補正されて調整される。車輪トルクの補正によって、車両に対し要求された加速または減速が達成される。

１つの実施形態によれば制御装置は、操舵軸を駆動するための第１の駆動装置および非操舵軸を駆動するための第２の駆動装置と接続されている。このようにすることによって、駆動装置から各軸における個々の車輪へ伝達される部分駆動トルクを簡単に調整することができる。

さらに１つの実施形態によれば、第１の駆動装置は内燃機関として構成されており、第２の駆動装置は電気モータとして構成されている。このように軸がハイブリッドに構成されている場合には殊に、ハンドルが操作されて回されたときに車両の前輪と後輪にそれぞれ異なる加速作用が生じるようなことが確実に回避される。

本発明によれば多数の実施形態が可能である。次に、それらの実施形態のうちの１つについて、図面を参照しながら詳しく説明する。図中、同じ部材には同じ参照符号が付されている。

機械的に結合されていない軸を駆動するための本発明による装置の実施例を示す図 カーブ走行において車輪に生じるてこ作用を示す図 図１による装置を作動させるための本発明による方法を示すフローチャート

図１にはエンジン制御装置１が示されており、この制御装置に対し所望の駆動トルクが目標トルクとして供給される。この目標トルクは、ドライバがアクセルペダル２を調節することによりエンジン制御装置１へまえもって与えられる。ただし、図示されていないドライバ支援システムによる設定も可能であるし、あるいはやはり図示されていない車両の走行ダイナミックシステムあるいは自動変速機による設定も可能である。

エンジン制御装置１は記憶装置３を有しており、この記憶装置には、車両の駆動を開ループ制御および閉ループ制御するために必要とされる特性曲線およびテーブルが格納されている。

さらにエンジン制御装置１は操舵角センサ４と接続されており、このセンサはドライバのハンドル操作により生じた操舵角を検出する。このセンサはドライバのハンドル操作により生じた操舵角を検出する。さらにエンジン制御装置１は内燃機関５とダイレクトに接続されており、これは第１の変速機６を介して第１の軸７を駆動し、この軸には２つの駆動輪８，９が設けられている。第１の軸７は操舵軸であり、つまりこの軸を介して、車両のドライバのハンドル操作により生じる操舵運動が車両の前輪８，９に伝達されることになる。

エンジン制御装置１はさらに、電気モータ１１の駆動を制御する電気モータ制御装置１０と接続されている。電気モータ１１は第２の変速機１２を介して、操舵されない第２の車軸１３と接続されており、この第２の軸１３によって車両の後輪１４，１５が駆動される。

車両が直線走行しているとき、ドライバにより設定された目標トルクが操舵軸７と非操舵軸１３とに分配され、したがって車輪８，９；１４，１５の車輪トルクの和は目標トルクと等しくなる。カーブ走行時にはこの状況が変化する。

図２には、操舵が行われたときの車両旋回点Ｄが示されている。この図からわかるように、車両前輪８，９のてこのアームは車両後輪１４，１５のてこのアーム１８，１９よりも長くなっている。

操舵軸７におけるてこのアーム１６，１７が長いことから、同じトルクで前輪８，９は後輪１４，１５よりも速く加速することになる。この差は前輪８，９を最大操舵時に約３０％となる可能性がある。つまりたとえば１００Ｎｍのトルクを非操舵輪１３に加えれば、操舵輪７の前輪８，９に７０Ｎｍのトルクを加えたときとちょうど同じような速さで車両を加速させることになる。

図１に示されているように軸がハイブリッドに構成されている場合にはこのような構成ゆえに、アクセルペダルの位置が一定（目標トルク＝一定）のときには、たとえば操舵軸７が内燃機関５により＋５０Ｎｍのトルクで駆動される。非操舵軸１３は電気モータ１１により発電機として−６０Ｎｍで制動される。なぜならば直線走行の場合、全体として−１０Ｎｍの制動トルクが働くからである。

さて、ここでドライバが前輪８，９を最大に回す操作を行ったとき、本発明による既述の補償が適用されなければ、操舵軸７の軸トルクと非操舵軸１３の軸トルクの和は−１０Ｎｍ付近のままとなる。しかし操舵軸７の車輪８，９は既述の通り非操舵軸よりも実質的に長いてこのアーム１６，１７を有しているので、アクセルペダルの位置が変わらなければ車両が急激に加速することになる。カーブ走行中、エンジン制御装置１が内燃機関５を遮断すると、ドライバにより要求されている−１０Ｎｍのトルクはもっぱら非操舵軸１３の車輪により供給され、それによって車両は今度は急激に減速することになる。

このような作用は、図３を参照しながら詳しく説明する本発明による方法によって防止される。ここでは便宜上、個々の車輪の車輪トルク各々を考察する代わりに、車両の前輪８，９および後輪１４，１５と接続されている操舵輪７と非操舵輪１３の駆動トルクを考察する。

ブロック１００においてエンジン制御装置１は目標トルクの設定値を検出する。この目標トルクは前輪軸と後輪軸に加わる部分駆動トルクに分配され、この分配はたとえば、電気モータ１１を駆動する高電圧バッテリの充電状態に依存して行われる。ブロック１１０において操舵角が検出される。

ブロック１２０において、非操舵軸１３の部分駆動トルクが適正であるとみなされる。操舵軸７の部分駆動トルクは測定された操舵角に依存して、１以下の係数を用いてその絶対値に関して低減される。１つのきわめて簡単な実施形態によれば、操舵軸における車輪の操舵角のコサインから係数が求められる。

択一的に、目標トルクが軸７と軸１３との間の基準点に関連づけられる。この基準点をたとえばドライバシート領域内の前方シートベンチのところにおくことができ、このことによりドライバにとって加速フィーリングが改善される。非操舵軸１３における部分駆動トルクは操舵角に依存してその絶対値が高められる一方、操舵軸における部分駆動トルクは操舵角に依存してその絶対値が低減される。

ブロック１２０において求められた部分駆動トルクが、ブロック１３０において操舵軸７と非操舵軸１３とに送出される。

Claims (14)

1. 車両の少なくとも１つの軸（７，１３）が駆動装置（５，１１）により駆動されて、車両が所定の目標トルクにより加速され、該加速は、少なくとも１つの軸（７，１３）および該軸と結合された車輪（８，９；１４，１５）に部分駆動トルクが伝達されることにより行われる、
   車両の作動方法において、
   カーブ走行時、所定の目標トルクによって車両が加速されるよう、操舵軸（７）および／または非操舵軸（１３）における部分駆動トルクが補正され、
   操舵軸（７）および／または非操舵軸（１３）における部分駆動トルクは、車輪（８，９；１４，１５）と車両旋回点（Ｄ）との間隔（１６，１７；１８，１９）に依存して補正されることを特徴とする、
   車両の作動方法。
2. 操舵軸（７）および／または非操舵軸（１３）における部分駆動トルクは、操舵軸（７）における車輪（８，９）の操舵角に依存して補正される、請求項１記載の方法。
3. 前記所定の目標トルクが定められ、操舵軸（７）および非操舵軸（１３）の部分駆動トルクに分配され、
   少なくとも１つの部分駆動トルクは、操舵軸（７）における車輪（８，９）の操舵角に依存して補正され、ついで求められた部分駆動トルクが操舵軸（７）および非操舵軸（１３）へ伝達される、
   請求項1または２記載の方法。
4. 部分駆動トルクは、車両の動作状態に依存して操舵軸（７）および非操舵軸（１３）に分配される、請求項３記載の方法。
5. 前記部分駆動トルクの補正は基準点に依存して行われ、該基準点は、操舵軸（７）または非操舵軸（１３）に関連づけられており、または操舵軸（７）と非操舵軸（１３）との間の位置に関連づけられている、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記所定の目標トルクのための基準点として非操舵軸（１３）が定められ、操舵軸（７）における部分駆動トルクは、該操舵軸（７）の車輪（８，９）の車輪操舵角に依存して補正される、請求項５記載の方法。
7. 前記所定の目標トルクのための基準点として操舵軸（７）が選定され、非操舵軸（１３）における部分駆動トルクは車輪の操舵に依存して絶対値に関して高められる、請求項５記載の方法。
8. 前記所定の目標トルクのための基準点として、操舵軸（７）と非操舵軸（１３）との間の位置が選定され、操舵軸（７）における部分駆動トルクが絶対値に関して低減され、非操舵軸（１３）における部分駆動トルクが絶対値に関して高められる、請求項５記載の方法。
9. 前記車両はハイブリッド車両である、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 車両の少なくとも１つの軸（７，１３）が駆動装置（５，１１）により駆動されて、車両が所定の目標トルクにより加速され、該加速は、少なくとも１つの軸（７，１３）および該軸と結合された車輪（８，９；１４，１５）に部分駆動トルクが伝達されることにより行われる、
    車両の作動装置において、
    カーブ走行時、所定の目標トルクによって車両が加速されるよう、操舵軸（７）および／または非操舵軸（１３）における部分駆動トルクを補正する手段（１）が設けられており、
    前記手段（１）は、操舵軸（７）および／または非操舵軸（１３）の部分駆動トルクを、車輪（８，９；１４，１５）と車両旋回点（Ｄ）との間隔（１６，１７；１８，１９）に依存して補正することを特徴とする、
    車両の作動装置。
11. 前記所定の目標トルクは制御装置（１）により定められ、操舵軸（７）と非操舵軸（１３）の部分駆動トルクに分配され、該部分駆動トルクは、操舵軸（７）の少なくとも１つの車輪（８，９）の車輪操舵角に依存して補正されて、操舵軸（７）と非操舵軸（１３）に伝達される、請求項１０記載の装置。
12. 前記制御装置（１）は、操舵軸（７）を駆動するための第１の駆動装置（５）および非操舵軸（１３）を駆動するための第２の駆動装置（１１）と接続されている、請求項１０または１１記載の装置。
13. 前記第１の駆動装置（５）は内燃機関として構成されており、前記第２の駆動装置（１１）は電気モータとして構成されている、請求項１２記載の装置。
14. 前記車両はハイブリッド車両である、請求項１０から１３のいずれか１項記載の装置。

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