(57)【要約】エネルギー貯蔵回収システム（ＥＳＲＳ）６９は、トランスミッション９，１１と、フライホイール１のようなエネルギーー貯蔵装置とを含む。エネルギーがエネルギー貯蔵装置１とエネルギー源／シンク７との間で伝達されている間、トランスミッション９，１１の伝達比は通常絶えず変化している。エネルギー貯蔵装置１によって加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するため、コントローラ１００は、供給されるトルク又は動力と要求されるトルク又は動力との間の差違に応答する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵装置とトランスミッションとを有してエネルギー源／シンクに又はそこからトルクを加える加えられる又は動力を伝達する伝達されることができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作するためのコントローラであって、前記コントローラは：
前記エネルギー貯蔵回収システムから、要求されるトルク又は動力を表す第１の入力を受け取るか、又は前記コントローラが前記第１の入力を算出するための第１の信号を受け取る；
前記エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルク又は動力を表す第２の入力を受け取るか、又は前記コントローラが前記第２の入力を算出するための第２の信号を受け取る；
前記要求されるトルク又は動力と前記供給されるトルク又は動力の差違に応じて、前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに加えられるトルクを管理操作するか、又は前記エネルギー貯蔵回収システムと前記エネルギー源／シンクとの間で伝達される動力を管理操作する；ように構成されていることを特徴とするコントローラ。
【請求項２】
前記第２の信号は、前記エネルギー貯蔵装置に関する貯蔵状態又はエネルギーレベルか、又はオプションとして貯蔵の変化率又はエネルギーレベルの変化率を表すことを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵装置はフライホイールであり、前記第２の信号はフライホイールの動き又は速さを表すことを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記コントローラは、ローパスフィルタに前記第２の信号を通してフィルタリングされた第２の信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記コントローラは、推計されたフライホイール回転又は速さを表す信号を生成するため、前記第１の入力又は信号、又は前記第１の信号から導出される信号の数値積分を実行するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記コントローラは、前記推計されたフライホイール回転又は速さを表す信号をハイパスフィルタに通して第３の信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第３の信号と前記フィルタリングされた第２の信号とを結合又は加算して第４の信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のコントローラ。
【請求項８】
前記コントローラは、前記第４の信号を前記第２の入力又は信号、又は前記第２の信号から導出される信号と比較することによって前記差違を推計するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のコントローラ。
【請求項９】
前記コントローラは、推計されたフライホイール回転又は速さを表す前記信号を生成する際に、
前記エネルギー貯蔵装置の定常排出特性によるトルク又は動力損失；及び／又は前記トランスミッションのトルク又は動力損失；及び／又は前記エネルギー源／シンクとエネルギー貯蔵装置間に配置された少なくとも１つの構成部品の慣性加速度トルク又は動力、を考慮する、好ましくは減算するように構成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記エネルギー貯蔵装置に関する前記貯蔵状態又はエネルギーレベルの変化率を表す信号を、前記第２の信号から、オプションとして前記エネルギー貯蔵装置の前記貯蔵状態又はエネルギーレベルを数値微分することによって、決定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記エネルギー貯蔵装置がフライホイールであり、前記エネルギー貯蔵装置に関する前記貯蔵状態又はエネルギーレベルの変化率を表す前記信号がフライホイール加速度を表すことを特徴とする請求項１０に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記貯蔵状態又はエネルギーレベルの変化率を表す前記信号、又は前記第２の信号を、ローパスフィルタ又はローリング平均フィルタに通して前記貯蔵状態の変化率のフィルタリングされた信号を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のコントローラ。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記エネルギー貯蔵装置の定常排出特性によるトルク又は動力損失；及び／又は前記トランスミッションのトルク又は動力損失；及び／又は前記エネルギー源／シンクとエネルギー貯蔵装置間に配置された少なくとも１つの構成部品の慣性加速度トルク又は動力、を考慮する、好ましくは減算することによって前記差違を推計するように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項１４】
前記トランスミッションは、トルク伝達装置を備え、前記コントローラは、前記トルク伝達装置によって前記エネルギー源／シンクにトルクが加えられ又は動力が伝達されるようにするため、アクチュエータへのコマンドとして前記第１の入力を発することにより、前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項１５】
前記トルク伝達装置は、スリップするように適合されたクラッチを備えていることを特徴とする請求項１４に記載のコントローラ。
【請求項１６】
前記トルク伝達装置は、無段トランスミッションを備えていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載のコントローラ。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記差違を低減又は解消するフィードフォワード制御方式を実施するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項１８】
前記フィードフォワード制御方式は、前記コントローラが少なくとも１つのコントローラパラメータを更新することにより、将来のトルク付与又は動力伝達の事象のために前記差違を低減又は解消するように構成されているというものであることを特徴とする請求項１７に記載のコントローラ。
【請求項１９】
前記コントローラは、所定の条件が前記エネルギー貯蔵回収システム内で満たされた場合のみに；オプションとして、前記要求されるトルクの変化率が閾値を下回る場合に；オプションとして、第１の所定の最小時間の間、前記要求されるトルクの前記変化率が前記閾値を下回る場合に；及び／又は、前記要求されるトルクが閾値を上回る場合に；オプションとして、第２の所定の最小時間の間、前記要求されるトルクが前記閾値を上回る場合に、前記少なくとも１つのコントローラパラメータを更新するように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載のコントローラ。
【請求項２０】
請求項１４に従属する場合に、前記少なくとも１つのコントローラパラメータは、直接又は間接的に、前記第１の入力又は信号を、前記トルク伝達装置によって供給される定常状態トルクに関連付けることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載のコントローラ。
【請求項２１】
請求項１４に従属する場合に、前記少なくとも１つのコントローラパラメータは、直接又は間接的に、前記第１の入力又は信号を、前記アクチュエータに発せられる前記コマンドに関連付けることを特徴とする請求項１８乃至請求項２０のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項２２】
請求項１４に従属する場合に、前記少なくとも１つのコントローラパラメータは、直接又は間接的に、前記第１の入力信号を、（ｉ）液圧バルブ圧力の要求、（ｉｉ）液圧バルブ流の要求、及び（ｉｉｉ）液圧バルブパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の要求、のうちの１つ又は複数に関連付ける較正パラメータを含むことを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項２３】
前記コントローラは、前記差違を低減又は解消するフィードバック制御方式を実施するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２２のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項２４】
前記コントローラは、フィードバック信号を決定又は受け取るように構成され、前記フィードバック信号は、前記第２の入力又は信号、又は前記第２の入力信号から導出される信号を含むことを特徴とする請求項２３に記載のコントローラ。
【請求項２５】
前記コントローラは、前記第１の入力又は信号、及び前記フィードバック信号から閉ループ誤差を決定するように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載のコントローラ。
【請求項２６】
前記コントローラは、修正作動力信号を供給するために、比例、比例積分、又は比例積分微分の制御アルゴリズムを前記閉ループ誤差に作用させて実行するように構成されていることを特徴とする請求項２５に記載のコントローラ。
【請求項２７】
請求項１４に従属する場合に、前記コントローラは、前記アクチュエータに直接又は間接的に前記修正作動力信号を発するように構成されていることを特徴とする請求項２６に記載のコントローラ。
【請求項２８】
前記コントローラは、前記エネルギー貯蔵装置と前記エネルギー源／シンクとの間のトルク又は動力の伝達を低減又は不能化するための安全システムを作動させるための少なくとも１つの信号を出力することによって前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２７のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項２９】
前記エネルギー貯蔵装置と前記エネルギー源／シンクとの間のトルク又は動力の伝達を低減又は不能化するための安全システムを作動させることは、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することを含み、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することは、オプションとして、１つ又は複数のクラッチを遮断すること、及び／又はブレーキを作動させること、及び／又は無段トランスミッションによる動力又はトルク伝達を不能にすること、を含むことを特徴とする請求項２８に記載のコントローラ。
【請求項３０】
前記コントローラは、前記差違に関する１つ又は複数のエラー状態が満たされる場合に、前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成され；好ましくは、前記１つ又は複数のエラー状態は、閾値を超えている前記差違を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項２９のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３１】
前記コントローラは、時間期間にわたる前記差違の頻度及び／又は大きさを示す累積誤差を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３０のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３２】
前記コントローラは、前記差違の合計から前記累積誤差を計算するように構成されていることを特徴とする請求項３１に記載のコントローラ。
【請求項３３】
前記コントローラは、時間と共に前記累積誤差信号を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項３１又は請求項３２に記載のコントローラ。
【請求項３４】
前記コントローラは、連続する時間ステップにおける前記累積誤差信号から所定値を減算するように構成されていることを特徴とする請求項３１乃至請求項３３のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３５】
前記コントローラは、前記累積誤差が時間と共に減衰するように、前記累積誤差をハイパスフィルタに通すように構成されていることを特徴とする請求項３１乃至請求項３４のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３６】
請求項３０に従属する場合に、前記累積誤差信号が閾値を超えたとき、前記１つ又は複数のエラー状態が満たされることを特徴とする請求項３１乃至請求項３５のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３７】
前記コントローラは、前記第１の入力又は信号に関する１つ又は複数の第１の条件が満たされた場合に、前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成され；前記１つ又は複数の第１の条件は、オプションとして、閾値を超える前記第１の入力又は信号を含み；前記閾値は、好ましくは、固定閾値であるか、又は１つ又は複数の更なるパラメータに依存し；前記コントローラは、好ましくは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るように構成され；及び／又は前記コントローラは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを計算、又は保存するように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３６のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３８】
前記コントローラは、前記第２の入力又は信号に関連する１つ又は複数の第２の条件が満たされた場合に、前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成され；前記１つ又は複数の第２の条件は、オプションとして、閾値を超える前記第２の入力又は信号を含み；前記閾値は、好ましくは、固定閾値であるか、又は１つ又は複数の更なるパラメータに依存し；前記コントローラは、好ましくは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るように構成され；及び／又は前記コントローラは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを計算、又は保存するように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３７のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項３９】
前記コントローラは、少なくとも１つの信号を出力することによって前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３８のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項４０】
前記コントローラはプログラム可能であり、１つ又は複数のプログラミング変数及び／又はプログラミング命令を変更することによって前記加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３９のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項４１】
請求項１乃至請求項３９のいずれか一項に記載のコントローラを備える装置。
【請求項４２】
エネルギー貯蔵装置と、前記エネルギー源／シンクにトルクを加えるか、又は前記エネルギー貯蔵装置と前記エネルギー源／シンクとの間で動力を伝達するトランスミッションと、を備えるエネルギー貯蔵回収システムを更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
動作可能に前記コントローラに結合され、前記第２の信号を前記コントローラに供給する１つ又は複数のセンサを更に備えることを特徴とする請求項４１又は請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記１つ又は複数のセンサは、トルクメータを含むことを特徴とする請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記エネルギー貯蔵装置がフライホイールであることを特徴とする請求項４２乃至請求項４４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４６】
請求項４３に従属する場合に、前記１つ又は複数のセンサは、少なくとも１つの回転センサを含み、前記少なくとも１つの回転センサは、オプションとして、回転パルス計数センサ、及び／又は位置センサ、及び／又は速度センサ、及び／又は回転加速度センサを備えていることを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの回転センサは、フライホイールの回転を測定するように構成され、好ましくはフライホイール回転速度を測定する形態であり、前記第２の信号は、前記測定されたフライホイールの回転を表し、好ましくは前記少なくとも１つの回転センサによって出力される前記フライホイール回転速度を表す信号であることを特徴とする請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記コントローラは、前記第１の入力又は信号を、要求されたフライホイール回転、好ましくは要求されたフライホイール回転速度を表す信号に変換するように構成され、また、要求されたフライホイール回転を表す前記信号を、前記測定されたフライホイール回転、好ましくは前記測定されたフライホイール回転速度を表す前記信号とを比較するように構成され；前記コントローラは、好ましくは前記測定されたフライホイール回転を表す前記信号を、ローパスフィルタを用いてフィルタリングするように構成され；前記コントローラは、好ましくは前記要求されたフライホイール回転を表す前記信号を、ハイパスフィルタを用いてフィルタリングするようにプログラムされ；前記コントローラは、好ましくは前記信号の合計を結合又は計算するようにプログラムされており、前記コントローラは、前記差違を推計するために、前記信号を前記第２の入力又は前記第２の入力を表す信号と比較するように構成されていることを特徴とする請求項４５乃至請求項４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
前記要求されるトルク又は動力が前記トランスミッションのエネルギー源／シンク側で参照され、前記コントローラは、（ｉ）前記要求されるトルク又は動力を、前記要求されるフライホイール回転を表す前記信号に変換するか、又は（ｉｉ）前記フライホイール回転を、前記トランスミッションのエネルギー源／シンク側で、供給されるトルク又は動力に変換する、ように構成されていることを特徴とする請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記信号を変換する際に、前記コントローラは、前記トランスミッションの効率特性を考慮するように構成されている、ことを特徴とする請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記信号を変換する際に、前記コントローラは、前記エネルギー源／シンクと前記エネルギー貯蔵装置との間に位置する少なくとも１つの要素の慣性加速度を考慮するように構成されていることを特徴とする請求項４９又は請求項に記載の装置。
【請求項５２】
無段トランスミッション部品を更に備え；前記無段トランスミッション部品は、オプションとしてバリエータであり；前記バリエータは、オプションとしてトロイダルバリエータであることを特徴とする請求項４１乃至請求項５１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５３】
前記トランスミッションは、前記エネルギー貯蔵装置と前記エネルギー源／シンクとの間でトルクを加える又は動力を伝達するための、スリップするように構成された少なくとも１つのクラッチを更に備えることを特徴とする請求項４１乃至請求項５２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５４】
前記エネルギー源／シンクは：車両駆動系；１つ又は複数の車輪；及び／又は１つ又は複数のトルク作動可能な車両付属品、をオプションとして備えることを特徴とする請求項４１乃至請求項５３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５５】
前記コントローラを実装するように構成された１つ又は複数の車両用電子制御ユニットを備えることを特徴とする請求項４１乃至請求項５４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５６】
前記エネルギー源／シンクへのトルクの印加又は前記エネルギー貯蔵装置と前記エネルギー源／シンクとの間の動力トルクの伝達を不能にする安全システムを更に備え、前記コントローラは、前記安全システムを作動させるための少なくとも１つの信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項４１乃至請求項５５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５７】
前記安全システムは、少なくとも１つのトルク経路遮断クラッチ及び／又は安全ブレーキを備えることを特徴とする請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
請求項１乃至請求項４０のいずれか一項に記載のコントローラ；又は請求項４１乃至請求項５７のいずれか一項に記載の装置、を備えることを特徴とする車両。
【請求項５９】
エネルギー源／シンクとトルクをやり取り又は動力を伝達することができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作する方法であって：
前記エネルギー貯蔵回収システムから、要求されるトルク又は動力を表す第１の入力を受け取るか、又は前記第１の入力を導出可能な第１の信号を受け取るステップと；
前記エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルク又は動力を表す第２の入力を受け取るか、又は前記第２の入力を導出可能な第２の信号を受け取るステップと；
前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに加えられるトルク、又は前記エネルギー貯蔵回収システムと前記エネルギー源／シンクとの間で伝達される動力を、前記トルク又は動力の要求と供給の間の差違に応じて管理操作するステップと、を備えることを特徴とする。
【請求項６０】
加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作することは、前記差違を低減又は解消するため、前記エネルギー貯蔵回収システムによって供給される前記トルク又は動力を前記要求されるトルク又は動力に対して較正することを含み；前記エネルギー貯蔵回収システムによって供給される前記トルク又は動力を前記要求されるトルク又は動力に対して較正することは、好ましくはトルク又は動力供給の離散的又は連続的範囲を対応するトルク又は動力要求に関連付ける較正テーブル及び／又は較正ソフトウェアを更新することを含み；前記較正テーブル及び／又は較正ソフトウェアは、好ましくは１つ又は複数の較正係数及び／又は較正関数を含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
加えられるトルク又は伝達される動力を管理操作することは、前記エネルギー貯蔵装置から前記エネルギー源／シンクへのトルクの印加又は動力の伝達を低減又は不能化する安全システムを作動させる少なくとも１つの信号を出力することを含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
トルクの印加又は動力の伝達を低減又は不能化する安全システムを作動させることは、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することを含み、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することは、オプションとして、１つ又は複数のクラッチを遮断すること、又はブレーキを作動させることを含むことを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
コンピュータ上で実行するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータ上の前記コードの実行により、前記コンピュータが、請求項５９乃至請求項６２のいずれか一項に記載の方法を実施することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両上で用いられるエネルギー貯蔵回収システム（energy storage and recovery systems，ＥＳＲＳ）（例えば、フライホイールシステム）を管理操作する方法に関し、トルクをエネルギー源／シンクに供給することができる。本発明の実施形態は、フライホイールのようなエネルギー源と車両駆動系のようなエネルギー源／シンクとの間で伝達されるトルクを（直接又は間接的に、すなわちそれを表す１つ又は複数の変数を介して）モニタすることにより、車両用ＥＳＲＳ又は車両に関連する他のシステムを管理操作する方法に関する。本発明は、また前記方法を実施するためのコントローラに；前記コントローラを備える装置に；及びこのような方法を実施するためのコンピュータプログラムに、関する。本発明は、また前記方法を使用する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー貯蔵回収システム（ＥＳＲＳ）は、機械の余剰エネルギーを貯蔵し、その後機械を駆動するか駆動するのを助けるために使用することを可能にする。これは、機械の全体的な効率を向上させる。例えば、車両が減速するとき通常はブレーキを介して消費されるエネルギーが貯蔵され、貯蔵されたエネルギーは重量部分例えば油圧アームを下ろすときに駆動機構に戻される。原則として、ＥＳＲＳは、任意の形態のエネルギー貯蔵装置を使用することができ、運動の形態（通常は、回転形態）でエネルギーを受け取って、エネルギーを蓄えることができ、その後、運動の形態で貯蔵されたエネルギーの一部を、再び、通常は回転形態で戻すことができる。エネルギー貯蔵装置としてフライホイールを含む様々なシステムが、エネルギー貯蔵回収システムとして使用される。
【０００３】
エネルギー貯蔵回収システムが車両ベースの場合、エネルギーは、典型的には、トランスミッションを形成する様々な回転要素にトルクを分け与えることによって伝達され、この場合トランスミッションは例えば一方側のフライホイールを他方側（車両側）における車輪に機能的に接続する。エネルギーは、ＥＳＲＳからエネルギー源／シンクに伝達されるとき、正の符号で伝達されるとみなすことができる。フライホイールは、車両の原動機（すなわち、エネルギー源）として動作できる。フライホイールが次第に減速するとき、トランスミッションを介して、エネルギーシンクとして動作する車両駆動系にエネルギーを伝達している。この動作モードでは、トランスミッションを介して正のトルクが伝達される。逆に、フライホイールは、エネルギー貯蔵装置として動作することができる。フライホイールが次第にエネルギー貯蔵をスピードアップするとき、エネルギーが、車両駆動系又は他のエネルギー源からトランスミッションを介してフライホイールに伝達されている。この動作モードでは、負のトルクがトランスミッションを介して伝達され、この場合、トルクは車両駆動系からフライホイールに伝達される。
【０００４】
エネルギー貯蔵回収システムの効率的な使用を可能にするため、エネルギー貯蔵装置とエネルギー源／シンク（エネルギーが受け取られ、エネルギーが供給される機構）との間における、トランスミッションに、システム全体がエネルギー貯蔵装置とエネルギー源／シンクとの間の大範囲の速度差に対応できるように伝達比を変える何らかの手段を含むことが好ましい。更に、エネルギー貯蔵装置とエネルギー源／シンクの相対的な動作速度が、実質的に連続変化することが通常望ましい。上述したように、エネルギーの伝達は、通常、車両トランスミッションの回転速度が低下してフライホイールの回転速度が増加する（制動エネルギーの貯蔵）か、又はその逆（格納されたエネルギーを利用した車両の加速）を意味するので、エネルギー貯蔵装置とエネルギー源／シンクとの間の伝達比は、エネルギーが所望の方法で伝達されることを可能にするために連続的に変化しなければならない。同時係属中の特許出願ＧＢ１５０４２３２．８は、エネルギー貯蔵装置用のトランスミッションを開示しており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
ベルト用プーリの駆動半径を変化させる手段を備えたベルト駆動装置等の無段トランスミッション、あるいは、ＷＯ２００９／０３０９４８号公報に記載されているようなトロイダル型無段トランスミッションを備えたエネルギー貯蔵回収システムを提供することが知られている。
【０００６】
ＵＳ２０１１／００７１０００Ａ１は、フライホイールが正のトルク（エネルギーを供給）又は負のトルク（エネルギーを蓄える）をクラッチを介して車輪に伝達し、無段トランスミッションがクラッチと車輪との間の駆動経路に配置されている、システムを提案している。システムは、フライホイールから加えられるトルクの量（トルク要求）を決定し、これはクラッチによって伝達されるトルクの算出に用いられる。これは、また、クラッチに加える圧力を計算するために用いられる。
【０００７】
様々な他のトランスミッションの構成が、ＥＳＲＳのエネルギー貯蔵装置に結合できる。いくつかのトランスミッションは、手動、半自動、又は自動で選択することができる複数のトルク伝達経路を含む。ベルトドライブ、トロイダルバリエータ、及び／又はクラッチのような多くのトランスミッション部品が、１つ又は複数のアクチュエータによって作動される。これらのアクチュエータ、特にそれらに関連する任意の機械的又は液圧的な構成要素、例えば弁、ピストン、ポンプ、及びシールのようなものは、任意の他の液圧又はより一般的に機械構成要素同様に経年変化及び／又は故障に支配される。これは、トランスミッションを介して不正確な及び／又は不要なトルクの伝達を引き起こす可能性がある。
【０００８】
ＧＢ２５１７５２３Ａは、フライホイール制御スキームを開示している。フライホイール組立体が貯蔵できる運動エネルギーは、フライホイール組立体の機械的強度によって制限される。従って、例えば破損の場合にフライホイール組立体が安全であり、破滅的な故障を防止することが重要である。フライホイールは、フライホイールの回転を測定する複数のセンサのいずれかが異常を検出した場合に、フライホイールの加速を防止するように制御される。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の態様及び任意の特徴は、添付の特許請求の範囲及び以下に記載される。
【００１０】
本開示の一態様によれば、トルクをエネルギー源／シンクとやり取りすることができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作するコントローラが提供される。コントローラは、トルクモニタ機能を実行するように構成されている。コントローラは、エネルギー貯蔵回収システムに要求されるトルクを表す第１の入力を受け取るように構成される。コントローラは、エネルギー貯蔵回収システムから供給されるトルクを表す第２の入力を受け取るように構成される。第２の入力は、代替的に、コントローラ自体によって、第２の入力から供給されるトルクを表す信号を導出し得るようなものであってもよい。コントローラは、要求されるトルクと供給されるトルクの差違に応じて、エネルギー貯蔵回収システムからエネルギー源／シンクに供給されるトルクを制御又は管理操作することができる。そうすることで、コントローラは、要求されるトルクと供給されるトルクとの間の差違を低減又は解消するように構成又はプログラムされ得る。コントローラは、供給されるトルクを管理操作するための少なくとも１つの信号を出力するように構成又はプログラムされてもよい。
【００１１】
従って、本発明の実施形態は、エネルギー貯蔵回収システムに要求されるトルクとそれによって供給される実際のトルクとの間の整合を維持するのに役立つ。本発明のこれら又は他の実施形態は、ＥＳＲＳが前記差違に応答して安全状態に入るようにすることができる。これは、システムの望ましくない応答が検出された場合であって、例えば、ＥＳＲＳの構成要素又はそのトランスミッションが末期的な障害を受けて回復不能なエラーに至るとみなされる場合に、好ましい動作である。
【００１２】
更に、本発明の好ましい実施形態では、故障耐性がある能動的安全機構を実現できる。エネルギー貯蔵回収システムに要求されるトルクはヌルであってもよく、車両は停止状態であってもよい。なんらかの理由（トルクが伝達されることを可能にする機械的又は電子的な構成要素の可能性のある故障又は不具合を含み、例えば、プレート摩耗又は制御弁の劣化又は焼き付き）により、エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルクがゼロではなく、不要なトルクが車輪に到達する可能性がある場合、これを防止するために１つ又は複数の修復措置がコントローラによって行われてもよい。そのような不要なトルクが検出されると、エネルギー貯蔵回収システムに要求されるトルクがヌルでないかもしれず（すなわち、正又は負の値かもしれず）、そのような不要なトルクが検出されると、コントローラはＥＳＲＳを安全な状態に移行させる。
【００１３】
コントローラは、トルクの要求と供給の間の差違を評価するようにプログラムされ得る。
【００１４】
ＥＳＲＳは、フライホイールと、フライホイールに関連するトランスミッションとを含むことができる。
【００１５】
第１の入力は、フライホイールに要求されるトルクを表すことができる。フライホイールに要求されるトルクを参照することには、１つ又は複数のトルク伝達比、トランスミッションにおけるなんらかの損失、及び／又はフライホイールにおけるなんらかのコーストダウン損失を考慮することによって要求されるトルクを調整すること、が含まれる。
【００１６】
要求される（フライホイール速度、フライホイール速度の変化率、又はフライホイール加速度のような）フライホイール回転パラメータは、フライホイールの慣性モーメント（この情報は、例えば、コントローラの内部メモリのような、コントローラに関連付けられたメモリに記憶することができる）と、フライホイールに要求されトルクと、を知ることにより、コントローラによって計算することができる。
【００１７】
対応する測定されたフライホイール回転パラメータを表す信号は、第２の入力としてコントローラによって受け取られる。コントローラは、要求されたフライホイール回転パラメータを、測定されたフライホイール回転パラメータと比較し、これにより、差違を評価できるようにプログラムされる。
【００１８】
好ましい実施形態において、コントローラは、前記差違に関連する誤差パラメータを計算するようにプログラムされる。これは、コントローラが、供給されるトルクを管理操作する論理又はアルゴリズムを精巧にすることを可能にする。コントローラによる差違の検出に引続いて動作することは必ずしも常に適切であるとは限らない。好ましくは、コントローラは、前記誤差パラメータに関連するエラー状態が満たされる場合に、ＥＳＲＳによって供給されるトルクを管理操作する。このエラー状態は、例えば、ある閾値が超えられることであってもよく、又は前記閾値が超えられるだけでなく持続的な時間間隔に対して超えられることであってもよい。コントローラは、特定の実施において適切であると考えられるときに、誤差パラメータをリセットするように、又は、誤差パラメータを減衰させるように、所定の時間間隔の後に、ゼロ又は他の所定の値に設定されるように、プログラムされてもよい。
【００１９】
計算上の観点から、誤差パラメータを計算するための多くの適切な方法が存在し得る。例えば、誤差パラメータの計算は、要求されるトルクと供給されるトルクの差、又は要求される及び測定されるフライホイール回転パラメータの差、及び／又は要求されるトルクと供給されるトルクの比、又は要求される及び測定されるフライホイール回転パラメータの比、の計算であってもよく、少なくとも計算を含んでもよく、これらの機能のいずれか又は両方が、要求側と供給側のトルクの差違の適切な定量化に一般に適している。これら又は他の実施形態において、誤差パラメータは、コントローラによって検出される瞬間的な差違の累積を含むことができる。誤差パラメータは、トルク要求と供給との間の２つ以上の差違から決定されてもよい。例えば、要求されるトルクと供給されるトルクの間の２以上の瞬間的な差違の合計であってもよい。好ましい実施形態においては、誤差パラメータは、「リーキーバケット」ロジックに従って計算され、そこでは、誤差パラメータが、誤差パラメータの減衰率に対する差違累積の変化率の尺度となるように、誤差パラメータを経時的に減衰させてもよい。この方法は、過渡的な差違をフィルタリングすることができるので、コントローラが介入する（すなわち、供給されるトルクを管理操作する）ときの誤要求を回避するのに役立つ。従って、この方法は、コントローラが介入するためには一貫性及び／又は持続性及び／又は十分に大きな差違を必要とすること、を課すことができる。
【００２０】
エラー状態が誤差パラメータによって満足される場合、コントローラは、エネルギー貯蔵回収システムを管理操作することができ、コントローラは、その後、誤差パラメータをリセットするように、プログラムされ得る。エラー状態がまだ満足されていない場合、コントローラは、それにもかかわらず、誤差パラメータをリセットするようにプログラムされてもよく、オプションとして、１つ又は複数の他のエラー基準が満たされている場合に、トルク要求とトルク供給の間の持続的な差違のみがコントローラの任意の動作をトリガできるようにしてもよい。
【００２１】
誤差パラメータのリセット又は減衰は、経時的に徐々に実行されてもよい。例えば、コントローラは、時間の関数として誤差パラメータを減衰させるようにプログラムされ得る。前記減衰は、各所定の時間間隔の後に固定又は可変量とすることができる。所定の時間間隔は、オプションとして、一定であってもよく、時間依存的であってもよい。誤差パラメータは、１次減衰関数として減衰してもよい。代替的に、誤差パラメータは、半減期と名付けられる所定の時間期間の後に半分になるように減衰してもよい。これらの方法のいずれも、偽呼すなわちコントローラが不必要に介入する事象を回避するのに役立つ。
【００２２】
同様に、コントローラは、第１の入力に関する１つ又は複数の第１の状態、及び／又は第２の入力（又はコントローラが第２の入力を導出することができる信号）に関する１つ又は複数の第２の状態が満たされる場合に、応答するようにプログラムされてもよい。例えば、好ましい実施形態では、第１の入力（すなわち、要求されるトルクを表すもの）がある閾値未満である場合に、コントローラが応答することが防止され得る。動作が保証されない場合、コントローラは誤差パラメータをリセット又は減衰させるようにプログラムされ得る。コントローラは、初期モードに入るか又は再入力するようにプログラムされ得る。初期モードにおいて、コントローラは、要求及び供給されるトルクの間の任意の差違が評価又は再評価され得るように、及び、必要に応じて、ＥＳＲＳが供給するトルクを管理操作することにより応答するように、入力の受け取りを開始又は再開始することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、コントローラは、フィードバック制御方式を採用できる。そして、コントローラは、制御された変数すなわち要求されるトルクと供給されるトルクの間の差違を直接表す、１つ又は複数のフィードバック入力を受け取るように構成できる。
【００２４】
他の実施形態において、コントローラは、エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルクを、トルク要求の範囲にわたって要求されるトルクに調整し関連づけて較正するように、プログラムされ得る。これらの実施形態において、コントローラは、要求されるトルクに対して供給されるトルクの開ループ又はフィードフォワード較正を実施するようにプログラムされる。
【００２５】
開ループ又はフィードフォワード較正は、例えば車両においてエイジング等への対応に有用であり、エネルギー貯蔵回収システムとエネルギー源／シンクの間でトルクを伝達又は伝達のために協働する、クラッチ、バルブ、ピストン、シャフト、機械的ジョイント、バリエータ等の構成要素が、やがて時間経過にともない、それらに作用する力に対して当初予測された応答とは異なるように応答するようになることがあり、又は、それらが、予期しない製造公差のため予測されたものとは異なるように応答することがあり、これらへの対応に有用である。
【００２６】
好ましい実施形態では、フライホイール又はトランスミッションの車両側におけるように、トルク要求とトルク供給が同じ位置又は構成要素に関係する。しかしながら、トランスミッションは、車輪に又は掘削機ブーム等の車両補機にトルクを伝達するためのものであってもよい。
【００２７】
トルク測定点とエネルギー回収貯蔵システムとの間、又はトルク測定点とトランスミッションの車両側との間（これは、トルク供給と要求が参照される位置に依存）で消費されるエネルギー又は動力が考慮されてもよい。従って、コントローラは、前記トルク測定位置で伝達されるエネルギー、動力又はトルクを、エネルギー貯蔵装置又はトランスミッションの車両側において供給されるエネルギー、動力又はトルクに関連付ける係数である、トルク伝達エネルギー効率係数を表すデータを受け取るように構成され得る。コントローラは、前記データに応答するように構成することができる。
【００２８】
本発明の更なる態様によれば、エネルギー貯蔵回収システムにおけるエネルギーレベルを感知するためのセンサと組み合わせて、本明細書に記載されるコントローラが提供され、前記センサは、前記エネルギーレベルを表す信号をコントローラに送るように構成され、またコントローラは、前記信号から第２の入力を計算するようにプログラムされる。
【００２９】
好ましい実施形態において、エネルギー貯蔵回収システムはフライホイールを備え、前記センサはフライホイールの回転を感知するためのものである。コントローラは、感知されたフライホイール回転から第２の入力を計算するようにプログラムされる。
【００３０】
代替の実施形態において、コントローラは、要求されるフライホイール回転速度又は要求されるフライホイールエネルギーレベルを計算することができ、検出されたフライホイール回転速度又はそれに関連するエネルギーレベルは、要求されるフライホイール回転速度又はエネルギーレベルと比較することができる。
【００３１】
コントローラは、伝達関数を表すデータを受け取るように構成でき、伝達関数は、トルク要求を、要求されるフライホイール回転速度又はエネルギーレベルに関連付けるものであり、コントローラは、前記伝達関数に応答するように構成され得る。
【００３２】
フライホイール回転センサは、エンコーダのような速度センサ、又は加速度計のような加速度センサであってもよい。必要に応じて、フィルタ、ゲート、増幅器などの様々な信号調整付属品を、センサに結合することができる。更に、速度は、異なるサンプリングレートに従ってセンサによってサンプリングすることができる。本発明の実施形態は、１ミリ秒毎にフライホイール速度をサンプリングする。しかし、用途に応じて異なるサンプリングレートが可能である。
【００３３】
要求されるトルクを、要求されるフライホイール回転速度又はエネルギー、又はフライホイール加速度に変換する際に、フライホイールトランスミッションにおけるエネルギー散逸を考慮することが有利である。これは、要求されるトルクがトランスミッションの車両側に関する場合であり、その一方で、要求されるフライホイール回転速度又はエネルギー、又はフライホイール加速度は（定義により）フライホイールに関連し、その逆も同様である。変換を行うために伝達関数を導入することができる。伝達関数は、コントローラに関連付けられたメモリに記憶されてもよい。伝達関数は、フライホイールに要求されるトルクをフライホイールの慣性モーメントによって除算してなる比を含むことができる。このことから、要求されるフライホイール加速度が決定されてもよく、又はフライホイールの要求される回転速度又はエネルギーが（例えば、要求されるフライホイール加速度を積分することにより）決定されてもよい。フライホイールに要求されるトルクを参照する場合、伝達関数は、トランスミッションの関連する比に依存してもよく、及び／又はトランスミッションにおける動力損失が伝達関数において考慮されてもよい。更に、フライホイールに要求されるトルクを増加又は低減することができるトランスミッションの中間要素の加速度が、伝達関数に影響を及ぼしてもよい。例えば、２つのクラッチがそれらの間の中間慣性と直列に作用するクラッチ付きフライホイールトランスミッションの場合に、要求されるフライホイール回転速度又はエネルギー、又は要求されるフライホイール加速度を決定する際に、例えば、フライホイールに要求されるトルクからフライホイールコーストダウントルクを減算することにより、伝達関数においてフライホイール回転損失を考慮してもよい。
【００３４】
コントローラは、要求されるトルク信号から要求されるフライホイール速度を推計するとき、推計されるフライホイール速度は、中長期間（差違がコントローラによって評価されている時間よりも長くてもよい）に亘って、この長い時間枠で測定されるフライホイール速度と一致するように、修正されてもよい。これは、過渡的な差違がコントローラによる介入を生じさせるようにする可能性があるが、コントローラ内において推計フライホイール速度信号が長期間にわたってドリフトすることがないようにすることができる。これは、（Ｉ）測定されたフライホイール速度又は回転信号を、ローパスフィルタに通して第１の信号を生成し、（ＩＩ）推計されたフライホイール速度又は回転信号を、ハイパスフィルタに通して第２の信号を生成し、次いで、これら最初の２つの信号の和又は差から第３の信号を生成する、ことにより達成することができる。第３の信号は、例えば要求されるトルクと供給されるトルクの間の動作可能な差違が生じたことを示すエネルギー差違を表す、誤差パラメータを計算するために役立つ。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、０．０５から０．５Ｈｚとすることができ、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、１から１０Ｈｚとすることができる。
【００３５】
本開示の更なる態様によれば、本明細書に記載されているようなコントローラ及び／又は本明細書に記載されているようなセンサと組み合わされたコントローラを備える、エネルギー貯蔵回収システムを管理操作するための装置が提供される。
【００３６】
装置は、オプションとして１つ又は複数のフライホイールを含むことができるエネルギー貯蔵回収システムを備えることができる。装置は、フライホイール又は他のエネルギーー貯蔵装置と、車両又は他の付属品（すなわち、エネルギー源／シンク）と、の間でトルクを伝達するトランスミッションを更に備えることができる。
【００３７】
トランスミッションは無段トランスミッション部品を含むことができる。無段トランスミッション部品は、オプションとして、バリエータであってもよい。前記バリエータは、オプションとして、トロイダルトランスミッションであってもよい。トランスミッションは、クラッチ付きフライホイールトランスミッションのように、任意にクラッチ付きであってもよい。
【００３８】
装置は、エネルギー源／シンクを更に備えることができ、エネルギー源／シンクは、オプションとして、車両駆動系、１つ又は複数の車輪、及び／又は１つ又は複数のトルク作動可能な車両付属品、例えば、掘削機ブームを含むことができる。
【００３９】
装置は、コントローラを形成するように構成された１つ又は複数の車両用電子制御ユニットを備えることができる。車両制御ユニットは、プログラマブルであってよく、技術分野で知られているように、ネットワークを介して通信するように構成されてもよい。
【００４０】
好ましい実施形態において、コントローラは、安全制御方式を実施し、従って、装置は、エネルギー貯蔵回収システムからエネルギー源／シンクへのトルクの伝達を不能にする安全システムを備えることができる。コントローラは、安全システムを作動させるための、少なくとも１つの信号を出力するように構成することができる。前記安全システムは、トルク経路及び／又は安全ブレーキを接続又は遮断するための、少なくとも１つのクラッチを備えることができる。このクラッチは、トランスミッションのクラッチであってもよく、専用クラッチであってもよい。
【００４１】
本開示の更なる態様によれば、本明細書に記載されるようなコントローラを備えるか、又は本明細書に記載されるような装置を備える車両が提供される。
【００４２】
本開示の更なる態様によれば、トルクをエネルギー源／シンクとやり取りすることができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作する方法が提供され、この方法は、エネルギー貯蔵回収システムに対して要求されるトルクを表す第１の入力を受け取ることを含む。この方法は、エネルギー貯蔵回収システムから供給されるトルクを表す第２の入力を受け取ること（又は、第２の入力を導出できる信号を受け取ること）を、更に含むことができる。この方法は、要求されるトルクと供給されるトルクの差違に応じてエネルギー貯蔵回収システムによりエネルギー源／シンクに供給されるトルクを管理操作することを、含むことができる。好適な実施形態において、供給されるトルクは、要求されるトルクと供給されるトルクの間の差違を低減又は解消するため、コントローラによって管理操作され得る。コントローラは、供給されるトルクを管理操作するための少なくとも１つの信号を出力するように構成又はプログラムされてもよい。これら又は他の実施形態において、コントローラによって生成される出力信号は、本明細書で説明されるように、例えばクラッチを遮断することにより、ＥＳＲＳが安全な状態に移行するようにすることができる。
【００４３】
エネルギー貯蔵回収システムによってエネルギー源／シンクに供給されるトルクを管理操作することは、エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルクを、要求されるトルクへと、トルク要求の範囲にわたって調整し関連づけて較正することを含むことができる。この方法は、更に、較正ソフトウェアを更新すること；及び／又はルックアップテーブルなどの較正テーブルをコンパイル又は更新すること、を更に含むことができる。較正テーブルは、１つ又は複数の較正係数及び／又は較正関数を含むことができ、この方法は、従って、１つ又は複数の較正係数及び／又は関数を計算及び／又は更新することを要求することができる。較正ソフトウェア及び／又は較正テーブルは、コントローラに対して内部又は外部の備えるものとすることができる。しかし、好ましくは、較正ソフトウェア及び／又は較正テーブルは、コントローラ内に配置されたメモリに存在する。較正ソフトウェア及び／又は較正テーブルは、要求されるトルクを、クラッチ作動圧を制御する圧力制御弁に関する電流要求、電圧要求又はパルス幅変調（ＰＷＭ）に関連付けることができる。しかしながら、当業者は、このような関係が、前記又は異なる較正係数又は機能を介して、トルク要求及び他の較正パラメータまで拡張することができることを理解するであろう。差違が検出されると、実施形態においてコントローラは、較正係数又は関数の適用（又は更新）が適切であるか否かを判定する。例えば、コントローラは、なんらかの較正係数又は関数を適用（又は更新）する前に、差違が、定常状態の車速又は車両出力トルクの状態又はその近くに検出されることを要求することができる。コントローラは、上記（又は他の）車両動作状態が、上記較正を実行するのに適しているか否かを決定するようにプログラムされ得る。車両の運転状態が適切である場合、コントローラは、差違が適切な較正係数を増加又は減少させるように、プログラムすることができる。例えば、供給されたトルクが要求されたトルクよりも低い場合に、コントローラのソフトウェアにおける、制御弁電流と要求トルクの関係は、所与のトルク要求がコントローラ弁に増大した電流を提供するように、恒久的に変更することができ、関連するトルク発生装置（例えばクラッチ）への増大した圧力が供給され、これにより、トルク発生装置を含む全ての将来の事象に対する、要求されるトルクと供給されるトルクの間の差違を低減又は排除する。
【００４４】
好ましい実施形態において、本方法は、トルク差違を表すフィードバック入力を受け取ることを更に含むことができる。
【００４５】
エネルギー貯蔵回収システムによってエネルギー源／シンクに供給されるトルクを管理操作することは、エネルギー貯蔵回収システムからエネルギー源／シンクへのトルクの伝達を不能にする安全システムを作動させること、を含むことができる。エネルギー源／シンクからのトルクの伝達を不能にする安全システムを作動させることは、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断するための１つ又は複数のアクチュエータを作動させることを更に含むことができ、ここに、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することは、オプションとして、１つ又は複数のクラッチを遮断すること、又はブレーキを作動させること、を含むことができる。１つ又は複数のクラッチは、クラッチ付きフライホイールトランスミッションの１つ又は複数のクラッチであってもよい。好ましくは、クラッチ付きフライホイールトランスミッションの場合、少なくとも２つの係合部材が直列に配置され、他方が故障した場合であっても一方が遮断可能で駆動を遮断できる係合状態にロックされている。
【００４６】
本開示の更なる態様によれば、実行のためのコードを含むコンピュータプログラムが提供され、コンピュータ上での前記コードの実行により、本明細書で説明される方法の実施が行われる。本発明の更なる態様は、前記コードを含むコンピュータプログラム製品である。
【００４７】
本発明では、トルク伝達がモニタされる。伝達された動力を均等にモニタできる。これは、ＥＳＲＳにおいて、又はそれに近接して、行える。これは、少なくとも本発明の安全関連の実施形態において、また、エネルギー貯蔵回収システムがエネルギー源モードにある（すなわち、ＥＳＲＳがエネルギー源／シンクにエネルギー又は動力を供給する構成にある）ときに、有利である。
【００４８】
少なくともいくつかの好ましい実施形態において、トルクは可能な限り上流で、すなわち源でモニタされ、これにより、例えば、不要なトルクが車輪のようなトルク利用点に到達する前に、介入するために最大化された時間を提供できる。
【００４９】
エネルギーシンクモードで動作するＥＳＲＳの場合（すなわち、ＥＳＲＳがエネルギー源／シンクから、エネルギー又は動力を転送する構成にある）、ＥＳＲＳに過大なトルクが転送されることを防止するため、ＥＳＲＳの安全性のため、同様のトルクモニタ方式を使用することができる。これにより、例えば車両の予期せぬ急減速を防止することができる。
【００５０】
本発明は、トランスミッションを介して２つの可能な方向の一方で伝達されるトルクをモニタすることに限定されない。逆に、本発明は、理解されるように、トルク（又は動力）の流れがいずれの方向においてもモニタできるようにする実施形態をカバーする。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両を概略的に示す図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る車両を概略的に示す図。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る車両を概略的に示す図。
【図４ａ】図１乃至図３に示される車両の１つにおける駆動系カップリングにフライホイールを結合するトランスミッションを概略的に示す図。
【図４ｂ】代替的なトランスミッション配置を概略的に示す図。
【図５】図４ｂのトランスミッションの更なる詳細を概略的に示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係るコントローラを含むコントロール配置を示す図。
【図７ａ】本発明の一実施形態に係る、コントローラによって実施される安全モニタシステムアルゴリズムを示す図。
【図７ｂ】本発明の一実施形態に係る、コントローラによって実施される安全モニタシステムアルゴリズムを示す図。
【図７ｃ】本発明の一実施形態に係る、コントローラによって実施される安全モニタシステムアルゴリズムを示す図。
【図７ｄ】本発明の一実施形態に係る、コントローラによって実施される安全モニタシステムアルゴリズムを示す図。
【図８】本発明の一実施形態に係る、コントローラへの入力を送るための速度センサを含む概略的な装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明の実施形態を、純粋に例として、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００５３】
図面を参照すると、図１、図２、図３は、車両５７に搭載されたエネルギー貯蔵回収システム（ＥＳＲＳ）６９の異なる構成を概略的に示す。いずれの場合も、ＥＳＲＳ６９は、本発明の一実施形態に係るコントローラ１００を含む制御装置によって管理操作される。コントローラは、ＥＳＲＳ６９によって車両５７の車輪６５，７１に供給される（正の場合）又は車両の車輪からＥＳＲＳ６９によって受け取られる（負の場合）トルクを、前記供給又は受け取りされるトルクが対応するトルク要求（これは正又は負のいずれかに符号付けられている）に合致して維持されるように、管理操作し、又は、供給されるトルクが要求されるトルクに再整合できない場合（例えば、供給されるトルクの制御に関与する機械的構成要素の故障の場合）に、トルクコントローラは、もはやトランスミッションにトルクを印加できないように、ＥＳＲＳを無効にすることができる。
【００５４】
本明細書に記載の実施形態では、ＥＳＲＳは、運動エネルギーの形でエネルギーを貯蔵するフライホイール１を有する。しかし、本発明は、異なるエネルギー貯蔵装置を有するＥＳＲＳにも同様に適用可能である。
【００５５】
コントローラ１００は、第１及び第２の入力をそれぞれ受て取ってトルクの要求と供給をモニタする。第１の入力は、例えばコントローラに送られる電圧の形で直接、トルク要求を表す。第２の入力は、例えば電圧の形で直接的にトルク供給を表すことができ、又はそれからトルク供給を表す信号を導出できる信号とすることができる。例えば、第２の入力は、測定されたフライホイール速度とすることができ、これは時間的に異なる瞬間にフライホイール回転速度が知られると、フライホイールが供給するトルクを表す信号をそれから導出することができるからであり、図７ａ乃至図７ｄに関連して以下でより詳細に説明される。
【００５６】
トルクの要求と供給の間の差違が介入を正当化する場合、コントローラ１００は、１つ又は複数の適切な信号の出力をする動作を行い、それにより、トルク供給をトルク要求に合致させるか、又は、ＥＳＲＳを安全な状態に移行させ、それにより、ＥＳＲＳがもはやエネルギー源／シンクにトルクを供給しないようにすることができる。しかし、以下に明らかになるように、代替的な動作が可能である。
【００５７】
これらの説明された実施形態において、コントローラは、１つ又は複数の信号を出力し、それらを動作中のトルク経路における１つ又は複数のクラッチの作動圧力を変化させる１つ又は複数のアクチュエータに送る。これにより、ＥＳＲＳ６９と車両５７との間［又は、代替の実施形態において、このやり取りは、ＥＳＲＳ６９と持ち上げアームのような車両補機との間でもよい］でやり取りされるエネルギーにおける変化が、トルクの要求と供給の間の差違を均すか除去する傾向に、決定される。クラッチ付きトランスミッションの例が、本明細書で更に説明される。
【００５８】
図１及び図２において、フライホイール１は、車両の車輪６５を駆動するためのシステムに接続されており；図３において、フライホイール１は、上述したように、車両５７の主動力系によっては駆動されない車輪７１に接続されている。上述のように、フライホイール１は、掘削アーム等の車両補機に接続するようにしてもよい。いずれの構成においても、ＥＳＲＳ６９は、最終的には、一般化された表現で、エネルギー源／シンク７に接続され、本明細書に記載の実施形態では、この接続は、クラッチ付きフライホイールトランスミッションを介して行われる。しかしながら、当業者が理解するように、本発明は、クラッチ付きフライホイールトランスミッションに限定されない。これに対し、本発明は、ＥＳＲＳ６９と、エネルギー源／シンク７として説明したトルク利用点と、の間でトルクを伝達することができる全てのトランスミッションに適用可能である。
【００５９】
図１において、車両５７は、内燃機関のようなエンジン５９によって動力を供給され、駆動がクラッチ６１を通してギアボックス６３に伝達される。ギアボックスは、差動カップリング６７を介して駆動輪６５に駆動を与える。この実施形態において、ギヤボックス６３と差動カップリング６７との間に、ＥＳＲＳ６９用の駆動系カップリング７が接続されている。駆動系カップリング７は、フライホイール１に接続されたエネルギー源／シンクを表す。この構成により、ＥＳＲＳが車両５７を減速させるため制動トルクを駆動輪６５に付与することが、駆動輪６５から差動カップリング６７及び駆動系カップリング７を通してＥＳＲＳ６９に逆向きに供給される車両の運動エネルギーでもって可能となる。
【００６０】
図２は、他の構成を示し、そこでは、駆動系カップリング７が、車両のエンジン５９と、クラッチ６１及びギヤボックス６３との間に接続されている。この配置は、駆動輪６５とエネルギー貯蔵回収システム６９との間のエネルギー及びトルクの同様の伝達を可能にし、エンジン５９もこれらの動作の間に関わっている。しかし、車輪６５とＥＳＲＳ６９との間の駆動は、クラッチ付きフライホイールトランスミッションに加え、ギアボックス６３を通過し、車輪６５とフライホイール１の間の伝達比の総数を増加させる。図２の配置は、車輪６５への伝達がないようにクラッチ６１が解放されている間に、エンジン５９とＥＳＲＳ６９との間のエネルギー移動を可能にする。これにより、フライホイール１を使用してエンジン５９を始動させるなどの更なる操作を可能とし、エンジン５９を使用して、車両５７が静止してニュートラルギヤ状態にあるときに、必要に応じて、エネルギーをフライホイール１に蓄えることができる。
【００６１】
図３の構成では、ＥＳＲＳ６９は、車両５７の非駆動輪７１に接続されており、駆動系カップリング７は、非駆動輪７１用の差動カップリング７３に一体化されている。同様に、他の実施形態では、ＥＳＲＳ６９は、持ち上げアームや掘削機のブーム等のような、その他車両ユーティリティに専用であってもよい。
【００６２】
図４ａは、クラッチ付きフライホイールトランスミッションを概略的に示し、これは、これらの実施形態においてフライホイール１を備えるエネルギー貯蔵回収システムを、これらの実施形態においてエネルギー源／シンクを表す駆動系カップリング７に連結するために用いられ得る。トランスミッションは、可変スリップトランスミッション（ＶＳＴ）９の形態の伝達比調整器と、クラッチ５とを備える。可変スリップトランスミッション９は、例えばＷＯ２０１１／０８０５１２に記載されているようなものとすることができる。
【００６３】
クラッチ５は、図４ａのトランスミッションの作動中にスリップするように制御される。クラッチ５に加えられるクランプ力は、車輪６５，７１からエネルギーを取り出すかエネルギーを供給するために駆動系カップリング７に加えるべき所望の、トルクに応じて制御される。もし、要求されるトルクのレベルが一定であれば、クラッチ５に加わるクランプ力は一定となる。もし、要求されるトルクレベルが変化すると、それに応じてクラッチ５に加わるクランプ力が変化する。スリップクラッチ５を介して伝達されるトルクは、クランプ力とクラッチの摩擦特性とによって決定され、クラッチのスリップ速度とは無関係である。クラッチ５は、例えば、スリップ速度が実質的に一定に維持されるか、又は予め設定された範囲内に保たれる制御されたスリップでもって動作され、フライホイール１と駆動系カップリング７との間の伝達比は、可変スリップトランスミッション９を介しての伝達比の変化により変化される。クラッチ５のスリップ速度はモニタされ、ＶＳＴ９における活性クラッチ（すなわちトルクを伝達するため使用中のクラッチ）は、クラッチ５のスリップ速度を所望の値又は所望の範囲に維持するように調整される。
【００６４】
可変スリップトランスミッション９はスリップクラッチを備えているので、クラッチ力（クラッチのプレート間に加わるクランプ力）を、現在使用されているクラッチを介して、一定のトルクを維持するように制御できる。しかし、ＶＳＴ９が１つのクラッチから他のクラッチに駆動を渡す際に生じる可能性のあるトルク変動から、駆動系カップリング７を分離するために、図１に示されるようなクラッチ５を設けることが好ましい。
【００６５】
コントローラ１００は、クラッチ５によって伝達されるトルクに応答し、特に、エネルギー源／シンクへのトルクの伝達を制御する際に機械的構成要素の老化や故障が含まれる場合でも、クラッチ５によって伝達されるトルク（すなわち、供給トルク）が対応するフライホイール１に対するトルク請求（要求トルク）に一致するように、応答する。
【００６６】
図４ｂは、図４ａのＶＳＴと駆動系カップリング７との間にレンジ拡張器１１を含む他のトランスミッション構成を示す。可変スリップトランスミッションは、急激な比変化がなく、実質的に連続的な伝達比の変化を可能にするので有利であるが、通常、要求される場合よりも狭い、最高伝達比から最低伝達比までの、全体的な比の範囲を有する。トランスミッション全体としての利用可能な伝達比の全範囲は、第２の比率調整器（すなわち、伝達比を変更可能な第２の機構又は装置）をＶＳＴ９と直列に設けることにより増大させることができる、これをレンジ拡張器１１と称する。いくつかの状況では、レンジ拡張器１１は、単純なギアボックスとすることができるが、本実施形態では、ＷＯ２０１／０８０５１２の可変スリップトランスミッションと同じ機械的構成を有することができる選択クラッチと組み合わされた、異なる伝達比を有するギア経路の配置とされる。しかしながら、実質的に連続的な伝達比の変化がＶＳＴ９によって提供されるので、可変クラッチスリップ速度でレンジ拡張器１１を作動させる必要がない。代わりに、ＶＳＴ９がその全伝達比の範囲を掃引する間に、レンジ拡張器１１を一定の比率で作動させることができる。このようにして、レンジ拡張器１１の伝達比がシフトされる。
【００６７】
図４ｂに使用されているレンジ拡張器１１は、その伝達比に変化を起こさせる選択クラッチを有しているので、レンジ拡張器１１におけるクラッチを使用時の割合でスリップさせることができ、このことが、図４ａのクラッチ５と同様に、フライホイール１におけるトルク変動から駆動系カップリング７を分離するためのスリップクラッチを、ＶＳＴ９と駆動系カップリング７との間に、提供することになる。また、レンジ拡張器１１が伝達比を変化するので、駆動系カップリング７に加えられるトルクに変動があってもよい。
【００６８】
本明細書に記載されたコントローラ１００は、引き起こされる可能性のあるトルクの要求と供給の間の、例えば、トルク経路と相互作用する１つ又は複数の機械的構成要素の故障や未知の原因によって引き起こされる、変動する不整合ではなく持続する不整合に応答するように設計されている。
【００６９】
図５は、３つの並列駆動比経路（比１、比２、比３）を有する可変スリップトランスミッション９と、３つの並列駆動比経路（比Ａ、比Ｂ、比Ｃ）を有するレンジ拡張器１１とを備えるフライホイールトランスミッションの”３×３”配置を示す。図８は、図５の構成と同じ構成を示す。可変スリップトランスミッション９とレンジ拡張器１１とが同数の駆動比経路を有する必要はなく、例えば、”３×２”又は”２×３”の配置が可能である。追加として、１つ以上のレンジ拡張器があってもよい。例えば、２つのレンジ拡張器を直列に接続して有してもよい。
【００７０】
図６は、エネルギー貯蔵回収システム６９を制御するための一般的な制御システムの構成内のコントローラ１００を概略的に示している。理解されるように、この構成は、ソフトウェア、ハードウェア、又は複合で実装することができ、単一のプログラム可能な車両用電子制御ユニット（ＥＣＵ）のような単一の装置の中に、又は複数のネットワーク化されたＥＣＵの間に、ソフトウェアとして実装されてもよい。
【００７１】
制御システムは、全体システムによって要求される総トルクを示す入力を受け取る。制御システムは、また、トルク要求の符号に関する情報を受け取る。この例では、システム全体は、車両動力系であり、総トルク要求は、アクセルペダル、ブレーキペダル、又は、例えば自動クルーズシステム、からの車両のトルク要求である。あるいは、システム全体が、掘削機ブーム又はリフトアームのような構成要素を上昇又は下降させるための駆動システムであってもよく、回転式キャブの駆動系であってもよい。総トルク要求は、駆動トルク（正）であっても、又は制動トルク（負）であってもよい。総トルク要求は、図１の内燃機関のような原動機及び／又は必要に応じてＥＳＲＳ６９によって満たされる。
【００７２】
総トルク要求は、エネルギー貯蔵装置（本説明実施形態ではフライホイール１）の現在の状態に基づいてＥＳＲＳ６９からの入力を受け取るトルク計算部５３に、提供される。これは、ＥＳＲＳ６９（貯蔵モード）から得られるトルクの量、及び／又は、ＥＳＲＳ６９（回収モード）が受け取り可能なトルクの量を示す。トルク計算部５３は、ＥＳＲＳ６９にエネルギーを供給するかエネルギーを引き出すことで総トルク要求をどれだけ満たせるか、を決定する。残りは、車両ブレーキのような代替システムと協働して又は協働しないで、原動機によって対処されることになる。この計算の結果、トルク計算部５３は、ＥＳＲＳに対するトルク要求を表す信号と符号を生成し、これを、本アーキテクチャでは図６に示すようにコントローラ１００の機能を含むＥＳＲＳトランスミッション制御モジュール５５に送る。コントローラ１００が受け取るこの入力は、図６の中央に太線で示されている。
【００７３】
ＥＳＲＳトランスミッション制御モジュール５５は、また、クラッチ付きフライホイールトランスミッションにおける各クラッチのスリップの方向及び量を示すクラッチからの信号を受け取り、各クラッチのアクチュエータに（アクチュエータが要求する信号の種類に応じて）所要のクラッチ圧又はクラッチ力を示す信号を送ることができる。更に、フィードバック制御の手段によって、測定されたクラッチ圧力又は力を示す信号をオプションとして受け取ることができる。コントローラ１００に関するフィードバック制御方式は、適応制御モードに関連して以下に説明される。
【００７４】
ＥＳＲＳトランスミッション制御モジュール５５は、また、フライホイール回転位置又は運動を表す信号を測定する１つ又は複数のセンサから得られる、信号を受け取る。典型的には、この信号はパルス信号の形態であり、これらのパルスは、フライホイールの実際の速度を決定するために、コントローラによって時間の周期にわたって合計される。これにより、フライホイール速度の変化率を算出することができ、供給されるトルクがコントローラにより決定できる。この他の入力もコントローラ１００によって受け取られ、図６の左下隅に示されている。
【００７５】
また、本実施形態では、ＥＳＲＳトランスミッション制御システム５５及びコントローラ１００は、図１乃至図３の駆動系カップリング７の速度を示す１つの入力及びフライホイール速度を示す１つの入力を（測定されるパルス列から典型的に得られる、フライホイール回転位置又は運動を表す信号を測定するセンサを介して）受け取る。これらの入力により、ＥＳＲＳトランスミッション制御システム５５とコントローラ１００は、ＥＳＲＳ６９に係るクラッチ付きフライホイールトランスミッションを介して、伝達比全体の情報を常に入力される。フライホイール速度は、数値的に微分でき、その結果得られるフライホイール速度の変化の割合が、供給されるトルクの決定を可能にする。
【００７６】
図６の太線で示される入力（すなわち、本実施形態ではＥＳＲＳからのトルク要求を示す第１の入力（中央右）、また本実施形態ではフライホイール１によって供給されるトルクを示す第２の入力）に応答して、供給されるトルクと要求されるトルクとの間に持続的な差違がある場合に、本実施形態ではコントローラ１００が１つ又は複数の信号（図６の右下に、太線で表されている）を出力する。これらの制御信号は、特定の条件が満たされた場合にのみ出力される。これらの出力信号の効果は、ＥＳＲＳ６９によって供給されるトルク（又は動力）の量を、必要に応じてこのトルクを要求に合わせるために、変更又は調整することである。これにより、フライホイール１によって供給されるトルク（又は動力）が常に、要求されるトルク（又は動力）に適合する（すなわち等しい又は少なくとも近接境界内）か、そのように維持されることが、トルク計算部５３による計算時に保証され、このことは、１つ又は複数の機械的構成要素の損傷故障又は過渡的な誤動作のような不測の状況がＥＳＲＳから供給されるトルクを制御する際にあっても、なされる。
【００７７】
当業者は理解するであろうように、トルク要求及び供給入力は、現実のトルクを直接表す必要はない。代替の実施形態では、トルクの要求と供給を直接示すものではない関連パラメータが用いられる。例えば、トルク要求は同等のフライホイール速度要求に変換でき、この等価フライホイール速度要求は、任意の瞬間において、測定又は実際のフライホイール速度と比較できる。他の実施形態において、測定又は実際のフライホイール速度信号は、フライホイール１によって供給されるトルクに変換できる。同様に、本明細書で説明される方法及びアルゴリズムでは、トルクよりもむしろエネルギー及び／又は動力を示す量が用いられる。例えば、エネルギー源／シンクに対する又はそれからの動力伝達の影響（トルク印加ではなく）を、考えることができる。例えば、エネルギー源／シンクに対する、又はそれからの、動力の伝達の要求がある場合、この動力はエネルギー源／シンクの速度で除算され、推計された要求トルク値が決定される。エネルギー源／シンクにおけるこのトルク要求は、先に説明したようにフライホイールに向けられ、必要に応じて、フライホイール加速度及び／又は速度として推計される。あるいは、エネルギー源／シンクにおける要求動力はトランスミッションにおける動力損失を差し引いてフライホイールに向けられ、フライホイール組立体そのものにおいては（例えばコーストダウン効果により）フライホイールのエネルギーにおいて推計された変化を得るために、これは、フライホイールに向けられる動力要求の数値積分からオプションとして計算される。検出されるフライホイール速度との比較を行うために推計フライホイール速度が必要である場合、これは、回転運動エネルギーの方程式から以下のように計算できる：
フライホイールエネルギー＝０．５×回転の慣性×（回転速度の二乗）；
フライホイール速度＝（２×フライホイールエネルギー／回転の慣性）の平方根。
【００７８】
車両への望ましくないトルク供給を検出するために検知フライホイール運動を使用する例を、「安全モニタリングシステム」の一部として、図７ａ乃至図７ｄを参照して説明する。この例では、クラッチ付きフライホイールトランスミッションが想定されている。
【００７９】
トルク計算部５３からのトルク要求がゼロであり、また車両の速度がゼロ（すなわち、車両が停車時）である場合、ＥＳＲＳトランスミッション制御モジュール５５は、エネルギー貯蔵装置（本実施形態ではフライホイール１）がエネルギーを受けも供給もしない（これは”安全状態”と称される）ように、ＥＳＲＳ６９のトランスミッションにおける少なくとも１段の全てのクラッチが完全に解放されることを保証する。このシナリオは、下記の安全モニタリングシステムの項において更に説明される。コントローラ１００は、トルク要求がゼロに等しいとき、ＥＳＲＳが安全状態に入るようにプログラムされ得るが、トルク要求がゼロに等しくない場合であっても、それが適切である場合には、そのようにされる。
【００８０】
非ゼロのトルク要求信号が受け取られた場合、ＥＳＲＳトランスミッション制御モジュール５５は、ＥＳＲＳ６９のトランスミッションのどの経路が、スリップの正しい方向を有して最も低い総クラッチスリップを示しているかを決定し、要求されるトルクを伝達するために、そのクラッチに要求される正しいクラッチ圧力（単数又は複数）又は力の信号（単数又は複数）を計算する。これらの信号は、適切なクラッチがエネルギー貯蔵装置（本実施形態ではフライホイール１）と駆動系カップリング７との間でエネルギーの伝達を開始して要求されるトルクを加えるように、クラッチアクチュエータに伝達される。コントローラ１００は、フライホイールによって供給されるトルクを直接示す入力、又はこの情報を導出できる入力を用いる、そして供給されるトルクと要求されるトルクとの間で修正を必要とする持続的な差違が検出される場合にＥＳＲＳを管理操作して差違を修正するため、又は車両状態が許容できないとみなされる場合に代替動作を行うため、コントローラによる適切な動作が行われる。
【００８１】
クラッチアクチュエータがクラッチに係合するとすぐに、トルクがフライホイール１から伝達され始め、トランスミッションのクラッチからクラッチスリップ信号が受け取られる。
【００８２】
コントローラ１００によって採用される制御方式は、供給されるトルクと要求されるトルクとの間の差違を修正するため、比例、比例積分、又は比例積分微分とすることができる。
【００８３】
コントローラ１００のトルクモニタリング方式は、トルク要求がゼロであり、車両が停止しており、ＥＳＲＳ６９による望ましくないトルクの印加をコントローラが検出するときに用いられる。車両５７は、停止したままでいるべき瞬間に移動する可能性がある。コントローラは、図７ａ乃至図７ｄに関連して本明細書に記載されるような安全モニタリングシステムアルゴリズムを採用する。
【００８４】
（安全モード）
本明細書に記載の安全モードにおいて、フライホイール１からのトルク要求は、ゼロ又は所定の低閾値以下であり、車両は静止し、例えば、接合はニュートラルギヤにある。このシナリオにおいてコントローラ１００により実施される安全モードは、損傷耐性安全手順と考えることができ、未知の損傷又はトランスミッション（又は関連するコントローラ）の誤動作によって引き起こされる偶発的なトルク流出が検出される場合に、望ましくないトルクが車輪に到達するのを防止又は最小化する手順が発動される。これらの状態における車両の移動は、車両又はその近くの人にとって潜在的に危険である。
【００８５】
コントローラ１００は、本実施形態においてプログラマブル電子制御ユニット（ＥＣＵ）として実施される。プログラマブルＥＣＵは、関連するプロセッサ及びメモリを有する。メモリには、十分な大きさの現在データバッファであるＥＮＥＲＧＹ＿ＳＡＭＰＬＥが設けられており、フライホイール速度センサ４００（図８に示されている）によって測定されるフライホイール関連速度のサンプルを保持する。
【００８６】
フライホイール１によってトランスミッション９，５とやり取りされるトルクは、この実施形態では、測定されるフライホイール速度から導出される。
【００８７】
現在データバッファは、本実施形態では、ＥＣＵのメモリの永続データ構造の一部である。永続データ構造は、以前測定のフライホイール速度サンプルを有する以前データバッファのコピーを常に保持する。永続データ構造は、プログラマブルＥＣＵによって実行される巡回冗長チェック１１０を受けて、破損していないことが確認され、使用のための準備ができ適合するものとされる。
【００８８】
図７ａに示すように、最新のフライホイール速度サンプルが、現在データバッファにロードされる（１２０）。これらの速度信号は、実際にはパルス信号又はパルス列であり、フライホイールの速度を表す信号を提供するため、コントローラの内部又は外部で変換される。プログラマブルＥＣＵは、現在及び以前データバッファに記憶されたフライホイール速度サンプルに基づいて、現在及び以前のフライホイール運動エネルギーを計算するように（１３０）、プログラムされている。この実施形態では、それぞれのフライホイール運動エネルギー（すなわち、以前及び現在データバッファについて）は、利用可能なフライホイール速度サンプルにわたる平均フライホイール速度によって表されている。好ましくは、各フライホイール速度サンプルについて運動エネルギーを計算することができる。次いで、プログラマブルＥＣＵは、フライホイールに関する現在及び過去エネルギーの間の差を計算する（１４０）。現在及び以前データバッファの時間差によって、エネルギー差を除算することによって、プログラマブルＥＣＵは、フライホイールに関する現在動力を計算する（１５０）。
【００８９】
この時点で、この実施形態では、プログラマブルＥＣＵは、スピンダウン（コーストダウン）の動力損失を考慮に入れるため、フライホイールに関する現在動力をオプションとして調整する（１６０）。スピンダウン動力損失は、フライホイールによる生来の損失であって瞬間的な動力損失を表し、風損、ベアリング損失、任意のサービスポンプで吸収される消費動力、及びオプションとして、トランスミッションの全てのクラッチが解放されている場合であっても存在する隣接する伝達要素からの抗力に関連する任意の損失が含まれる。スピンダウン動力損失を表す１つ又は複数の適切な係数に関連する情報は、安全モードにおいて、複数の追加の入力を介してプログラム可能なＥＣＵに提供され、及び／又は、好ましくは、ＥＣＵのメモリに（オプションとして永久的に）又はコードに、記憶されているスピンダウン動力損失は、一定の係数とすることができ、又はその値は、フライホイール１と車輪６５，７１との間でトルクを伝達するために使用されるトランスミッションの種類に依存し得る。これらの１つ又は複数の追加入力は、プログラマブルＥＣＵに関連付けられたルックアップテーブルから得られてもよい。ルックアップテーブルは、プログラマブルＥＣＵのメモリに記憶されてもよく、又は、例えば車両ネットワークを介して、本発明のコントローラ１００を実現するプログラマブルＥＣＵと通信可能な他のプログラマブルＥＣＵに関連する別個のメモリに記憶されてもよい。
【００９０】
簡単に言えば、スピンダウン動力損失は、対応するスピンアップ動力損失と異なってもよい。これは、エネルギー排出モードにおけるエネルギーの損失は、エネルギー回収モードにおけるエネルギーの損失と同じでない可能性があるからである。従って、コントローラは、これを考慮に入れるようにプログラムすることができる。
【００９１】
最終的に（図７ａに示すように）、現在フライホイール動力を現在フライホイール速度によって除算することによって、プログラマブルＥＣＵは、フライホイールで伝達される正味のトルク（大きさと符号）を計算する（１７０）。
【００９２】
図７ａに関連して説明したように、この実施形態において、コントローラ１００は、測定されたフライホイール回転位置又は速度から、フライホイール１による供給トルクを表す入力を導出するように、プログラムされている。当業者は、例えば、フライホイール速度の代わりにフライホイール加速度が測定（又は導出）されても、同様の手順を採用できることを理解できる。フライホイール速度の経時変化率を知り、又は測定し、フライホイールロータの慣性モーメントを知ることにより、フライホイール１がトランスミッションとやり取りする任意時の動力量を導出でき、そして供給されるトルクを導出できる。
【００９３】
図７ａは、フライホイール速度データのフライホイールトルクへの変換を示す。安全モードアルゴリズムの連続するステップは、図７ｂに示されており、フライホイールで測定されるトルクを、どのようにして、車両側すなわちトランスミッションの車両端部に伝達されるトルクに、変換することが可能であるかを示す。本実施形態では、これは、車両駆動系カップリング７でやり取りされるトルクである。
【００９４】
本実施形態では、それは車両側のトルクであり、そのトルクは、起こりうる差違を評価し、必要な修正をするために、コントローラがこの値を対応するトルク要求と比較できるように、コントローラ１００によって要求される。なお、本実施形態では、車両側のトルクは駆動系カップリング７における供給トルクとされるが、他の実施形態では、駆動系カップリング７の上流又は下流の他の参照位置を使用することができ、これは、当業者には明らかである。
【００９５】
図６に関連して上述したように、コントローラ１００は、フライホイール１及び駆動系カップリング７に関する速度入力を受け取ることができる。図７ｂに示すように、コントローラ１００は、オプションとして、車両速度を所定の最小値に飽和させることができ（１９０）、そして伝達比を、フライホイール１の速度と車両速度（又は駆動系カップリング７）との比として、算出する（２００）。
【００９６】
車両速度を最小値で飽和させることは、測定された車速がゼロであるときに、伝達比が無限大として計算されることを防止する。これは重要であり、安全モードが静止車両に関連して使用される場合に特に有益である。
【００９７】
次に、コントローラ１００は、オプションとして、計算された伝達比に制限を課す（２１０）。これは、ＥＳＲＳが動力伝達を許可され得るか可能であろう制限された伝達比の範囲、のように、実用的な制限を示す。
【００９８】
そして、コントローラ１００は、車両側で供給されるトルクを算出する（２３０）。これは、伝達比を乗算されることにより、フライホイールにおいて参照される正味の供給トルクとして計算される。フライホイールにおけるトルクは、トランスミッションの車両側でやり取りされるトルクに変換されている。オプションとして、車両側トルクは、トランスミッションに関連するエネルギー放散係数を考慮に入れるように調整することができる。そのようにする手順は、スピンダウン動力損失に関して上述したものと同様であり、生来の伝達損失への追加である。また、任意の伝達損失が、エネルギー貯蔵又は回収すなわちトルクがそれぞれ正又は負に対し、非対称であってもよいことに留意されたい。
【００９９】
図７ｃは、コントローラ１００が、トルク供給をトルク要求に整合させるため又は必要に応じてトルク伝達を不能にするため介入する前に、満たすべく要求される条件の組を示す。これらの条件は、コントローラ１００の応答が安全モードにおいて適切であることを保証する。異なる条件が、コントローラ１００の異なる動作モードに必要とされる。
【０１００】
図７ｃに示すように、コントローラは、駆動系カップリングにおける供給トルク（すなわち、トランスミッションの車両側のトルク）を、所定値ＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭと比較する（２５０）。この所定値は、現在説明されている実施形態におけるように一定であってもよく、又は複数のパラメータに依存してもよい。供給される車両側トルクがＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭよりも大きい場合、コントローラは、トルク供給とトルク要求との差を表すトルク誤差の計算を進める（２６０）。車両側トルクがＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭよりも低い場合、現在の反復については誤差が計算されず、累積トルク誤差合計を表す変数が所定量だけ減らされる（２７０）。この実施形態では、その量は、図７ｃの累積誤差の固定百分率、ＤＥＣＡＹ＿ＡＣＣＵＭ＿ＥＲＲＯＲである。
【０１０１】
上記条件（２５０）に加えて、車両側トルク供給と対応するトルク要求との差が、図７ｃにおいてＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭ２とラベル付けされている第２の所定の閾値よりも大きい場合（２８０）、コントローラは、誤差が要求と供給との間の持続的なトルクの不整合（すなわち、ギアチェンジや信号ノイズなどのスプリアスな変動ではなく）によって発生したとし、累積トルク誤差合計に加算する（２９０）。
【０１０２】
累積トルク誤差合計が、第３のモニタ閾値（図７ｃにおけるＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＲＩＰ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭ））より大きい場合、コントローラ１００は、トルク要求とトルク供給との間の持続的な不整合を検出する（３００）。これにより、コントローラ１００の介入が正当化され、コントローラ１００は、ＥＣＵを呼び出し、ＥＳＲＳを安全状態に移行させるため、車両安全状態機能に移行させる（３１０）。
【０１０３】
上述したように、安全モードは、故障を軽減するための手順として見ることができる。従って、安全モードアルゴリズムが問題を検出するのに必要な時間を問題の重大度と関連づけることは好ましく、より重大度の高い問題は小規模の問題よりも早く検出して対処する必要があり、より小さな問題は、コントローラ１００の動作を引き起こすことができるまで、より深刻な問題よりも長く我慢することが要求される。車両が静止している場合、なんらかの車両移動が始まる前に、故障が検出されるように、累積トルク誤差合計及び／又はＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＲＩＰ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭに関連付けられたパラメータを調整することが可能である。これが当てはまることを保証する望ましい最大コントローラ応答時間がある。コントローラ１００が、より大きな重症度の故障を軽減するために望ましい時間よりもちょっと短い時間のあとに故障を検出するようにＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＲＩＰ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭを設定することが可能であり、誤差をより迅速に累積できる。しかしながら、同じ単純な誤差累積方式を用いて、より遅い誤差累積率において、コントローラ１００は所望の時間の半分程度の期間内に介入できる。より低い重大度の事象にとって望ましい時間に近い時間の後にコントローラ１００が応答できるようにするため、累積の前（すなわち、図７ｃのステップ２８０の後）に、トルク誤差値を修正することが可能である。そうするために、ＭＯＮＩＴＯＲ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＮＭ２の値は、より小さい大きさの誤差には小さい重み付けが与えられるように、誤差の関数として表現される必要がある。これは、付加的効果としてに、コントローラ１００が間違った呼び出しをするリスクを最小化できる。
【０１０４】
車両安全状態機能（３１０）は、アクチュエータに、緊急ブレーキをかけさせるようにしてもよく、１つ又は複数の可能なトルク伝達経路内の１つ又は複数のクラッチを開放させるようにしてもよい。これにより、ＥＳＲＳを安全状態に移行させることができる。図８は、安全状態機能３１０を実現するための手段４１０を概略的に示す。しかしながら、他の安全上の成果が、安全モード又はコントローラ１００の他の可能な動作モードについても、考えられる。最後に、安全モードアルゴリズムが終了し（３２０）、やがて再初期化を待つ。このルーチンは、追加的又は代替的に、要求及び供給トルクの間の開ループ関係に影響を及ぼす様なパラメータであるコントローラ較正パラメータを更新する適応アルゴリズムの起動を含むことができる。これらの態様は、本開示に記載されている。
【０１０５】
第２のしきい値が満たされない場合には、上記（すなわち、第１の閾値基準が満たされない）のように、累積トルク誤差が減衰する（２７０）。第３のしきい値すなわち累積トルク誤差合計に関連する閾値が満たされない場合には、コントローラは質問して（３３０）、累積トルク誤差合計がゼロであり得る元の値にリセットされるべき（３４０）か、否かを判定する。
【０１０６】
累積トルク誤差合計をリセットするための基準には、低フライホイール速度又はエネルギー、１つ又は複数のアクチュエータに液圧が存在しない、又はＥＳＲＳが安全状態にあることの表示、が含まれる。この段階は、図７ｄに示されている。累積トルク誤差合計がリセットされるか否かに関わらず、安全状態機能（３１０）が呼び出されていない場合であっても、安全モードのアルゴリズムの現在の反復が今その終了（３５０）に近づく。コントローラは、取得されたフライホイール速度サンプルの新しいバッファを用いてメモリ内の永続データ構造を更新する準備ができ、新しい巡回冗長検査（ＣＲＣ）を実行する。このアルゴリズムは、典型的には、連続的かつ規則的な時間ステップで繰り返されてもよい。
【０１０７】
（適応制御モード）
適応制御モードは、トルク誤差の決定に関する限り、安全モードと本質的に同じである。しかし、適応制御モードにおいて、コントローラ１００は、トルクの要求と供給の間の不整合に応答する異なる対策の組を行うようにプログラムされている。
【０１０８】
適応制御モードのフィードフォワード実施において、コントローラ１００は、トルク要求を実際のトルク供給にリンクする較正曲線を、構築し、時間的に必要に応じて例えば更新することによって修正するように、プログラムされる。実際のトルク供給は、上述したように、車両の老化等の要因に依存する。そこで、コントローラ１００は、トルクを加えたり引いたりして実際のトルク供給をトルク要求に合致させることによりトルク要求に応答するように、プログラムされる。
【０１０９】
適応制御モードのフィードバック実施において（ここでは、コントローラの出力パラメータのうちの１つ又は複数、これらに関連する他の任意のパラメータ、又はＥＳＲＳから検知されるパラメータが、コントローラ１００への入力としてフィードバックされる）、コントローラ１００は、トルク要求と実際のトルク供給との間の系統的又は擬似的なミスマッチに、リアルタイムで応答するようにプログラムされる。これは、例えば、１つ又は複数のクラッチアクチュエータ、又はそれに接続された液圧式又は空気圧式のシステム、の一時的な誤動作に起因する可能性がある。あるいは、それは、システムのトルク応答時間を改善する手段であるかも知れない。従って、コントローラ１００は、トルクを加えたり引いたりして実際のトルク供給をトルク要求に合致させることにより、トルク要求（これらの実施形態ではフィードバック入力）に応答するように、同様に、プログラムされる。好ましくは、フィードバック信号は、感知されたフライホイール運動に基づいており、それからフライホイールに、そしてそこからエネルギー源／シンクに、向けられるトルクが得られる。要求トルクとの比較により、トルク誤差を生じる可能性があり、コントローラがそれに基づいて動作する可能性がある。この誤差は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）、又はＰＩ、又はＰＩＤのようなこれらの組合せのアルゴリズムに通してもよい。
【０１１０】
図８は、本明細書で説明されるようなコントローラ１００を含む装置を概略的に示す。コントローラは、１つ又は複数のセンサ４００から１つ又は複数の入力を受け取る。これらのセンサは、位置、パルス、速度、又は加速度のセンサの場合のように、フライホイール回転を感知することができる。あるいは、センサ（例えば、トルクメータ）は、やり取りされるトルクを、フライホイール１のところで直接又はフライホイールトランスミッション９，１１における別の位置で、感知することができる。このような信号から、コントローラ１００は、必要に応じて、駆動系カップリング７、車輪６５、又はシステム内の他の位置に向けられるフライホイールトルクを導出する。本実施形態において、コントローラは、ＥＳＲＳ６９がトルク要求と供給入力に応答して駆動系カップリング７を介して車両の車輪６５，７１に供給するトルクを管理するための手段４１０に、１つ又は複数の信号を出力する。これにより、コントローラ１００は、正又は負にかかわらず、フライホイール１によってやり取りされるトルクが、ＥＳＲＳ６９に向けられる任意のトルク要求と確実に合致するようにする。供給されるトルクを管理する手段４１０は、本明細書に記載のトランスミッション制御５５又はコントローラ１００を具体化する車両ＥＣＵとは異なる車両ＥＣＵであってもよい。
【０１１１】
コントローラ１００の好ましい実施形態は、上記の（安全モード）及び（適応制御モード）と表記されたセクションに関連づけて説明されている。しかしながら、上述した実施形態は、限定されない例によって与えられており、当業者にとっては、更なる代替が明らかである。
【０１１２】
本発明の更なる実施形態が、以下に記載される。
【０１１３】
（瞬時エネルギー方法）
エネルギー貯蔵装置に貯蔵されている測定されたエネルギーは、エネルギー源／シンクへの又はエネルギー源／シンクからのトルク又は動力の供給における過失又は不正確を表す差違を検出するため、推計される貯蔵装置エネルギーと比較され得る。エネルギー源／シンクへの又はエネルギー源／シンクからのトルク又は動力の供給は、エネルギー貯蔵装置のエネルギー又は貯蔵の状態を、変化させる。この変化は、ＥＳＲＳから要求されるトルク又は動力から予測することができ、例えば、エネルギー源／シンク向けとしてＥＳＲＳから要求されるトルク又は動力、によって予測される。
【０１１４】
以下の説明では、フライホイールベースのエネルギー貯蔵装置を参照する。しかし、コントローラ及びそれに関連する方法は、液圧アキュムレータや電気コンデンサ等の他のエネルギー貯蔵装置にも同様に適用可能であることを理解すべきである。エネルギーレベル、貯蔵状態の用語は、同様の種類の量を含むことが理解される。
【０１１５】
エネルギー源／シンクにトルク（又は動力）を要求することは、典型的には、エネルギー貯蔵装置のエネルギーの予想変化率を生じさせる。エネルギー貯蔵装置がフライホイールである場合、測定された信号は、（Ｉ）直接的に貯蔵状態を示すか、又は、（ＩＩ）それから貯蔵状態を得ることが可能であり、フライホイール回転位置、又は、より好ましくは、速度を含むことができる。これは、歯、フライホイール上の反射ストリップ、又は同様の回転位置のインジケータからの、パルス列を測定することによって感知することができる。
【０１１６】
要求されるトルクを貯蔵状態（この場合はフライホイール速度で示される）とを比較するとき、フライホイールに向けられる、要求されるトルク又は要求されるトルクに密接に関係する信号（例えば、伝達比及び伝達効率特性を補正した要求されるトルク）は、推計フライホイール加速度になるように、フライホイール慣性によって除算される。
【０１１７】
測定されたエネルギー貯蔵装置の貯蔵状態（フライホイールの場合、速度で示される）は、貯蔵状態の変化率の推計値（例えば、フライホイールの加速度により示される）を生成するため、微分され、オプションとして、フィルタリングされる（例えば、ローパスフィルタによって）。
【０１１８】
測定された貯蔵状態の変化率は、コントローラが動作することができる差違になるように、要求されたトルクから得られる貯蔵状態の予想変化率と比較される。
【０１１９】
あるいは、要求されるトルク（又は動力）の認識は、エネルギー貯蔵装置のエネルギーの変化をもたらす。エネルギー貯蔵装置がフライホイールである場合、測定される信号は、（Ｉ）貯蔵状態を直接示すか、又は（ＩＩ）それから貯蔵状態を得ることができ、フライホイール回転位置かより好ましくは速度を含むことができる。
【０１２０】
要求されるトルクと貯蔵状態（例えば、フライホイール速度で示される）とを比較するとき、要求されるトルク又は要求されるトルクに密接に関係する信号（例えば、伝達比及び伝達効率特性を修正した要求されるトルク）は、推計瞬時フライホイール速度を予測するために、コントローラの内部モデル（例えば、コントローラのメモリに記憶された一連の係数又はパラメータ）によって用いられる。このような推計値は、推計フライホイール加速度になるように、（フライホイールに向けの）要求されるトルクをフライホイール慣性により除算し、推計瞬時フライホイール速度になるように、コントローラ内部モデル内でこれを積分することによって、生成することができる。測定されるエネルギー貯蔵装置の貯蔵状態（フライホイールの場合、感知された速度で示される）は、加速度の測定を必要としないので、微分される必要がなく；オプションとして、測定される速度は、例えばローパスフィルタを使用して、フィルタリングすることができる。
【０１２１】
測定される貯蔵状態は、コントローラが動作することができる差違になるように、コントローラ内部モデルにおいて推計される予想貯蔵状態と比較される。
【０１２２】
要求されるトルクが、アクチュエータヒステリシスや応答遅れなどの実世界の効果に起因して、実際に達成されるトルクとはわずかに異なる可能性があり、システム障害や劣化がない場合であっても、コントローラ内部モデルを考慮して推計された推計フライホイール速度信号が、時間が経てば、測定されるフライホイール速度信号とは異なってくる、という更なる課題が存在する。これは、以下に記載されているように、測定されるフライホイール速度信号を用いる内部コントローラモデル内の推計フライホイール速度信号を連続的に修正することにより、解決することができる。
【０１２３】
ＥＳＲＳの内部コントローラモデル内において、測定されるフライホイール速度は、オプションとして単位利得を有するように、低変化率又は低周波数でこの信号がフィルタを通っても実質的に変化しないように、ローパスフィルタを通過させてもよい。他方、測定されるフライホイール速度信号は、ローパスフィルタを出る信号が、相対的に高い周波数において実質的に低減されるか又は無視できるように減衰される。上述のような要求されるトルクから得られる推計フライホイール速度信号は、オプションとして単位利得を有するように、高変化率又は高周波数でこの信号がフィルタを通っても実質的に変化しないように、ハイパスフィルタを通過させてもよい。他方、相対的に低い周波数において、ハイパスフィルタを出る信号は、実質的に低減されるか又は無視できるように減衰される。これらの２つのフィルタリングされた信号を合計することにより、より長い時間にわたって実際の又は測定されたフライホイール速度を追跡することができ、より短い時間枠では要求されるトルクを反映する、修正された推計フライホイール速度信号が提供される。この修正された推計フライホイール速度信号は、測定されるフライホイール速度信号と比較することができ、これら２つの間の任意の差違は、コントローラによって対処され得る。この方法は、直接的な数値微分の必要性が低減されるか又は除去されるという利点を有し、その結果、（信号における）ノイズとそのためのフィルタリングの追加要求の問題（コントローラの応答の遅れを引き起こす）を、回避することができる。
【０１２４】
（フィードバック（閉ループ）制御）
フライホイールの速度によって示されるようなエネルギー貯蔵装置の貯蔵状態は、フィードバック信号として使うことができ、それにより、コントローラは、エネルギー源／シンクへの又はそれからの動力（又はそれに加えられるトルク）の閉ループ制御を実行することができる。より具体的には、エネルギー貯蔵装置の貯蔵状態の変化率は、実際に供給される動力又はトルクの測定値として使うことができる。もし、エネルギー貯蔵装置の貯蔵状態の信号の測定された変化率と、貯蔵状態の信号の推計された変化率（エネルギー源／シンクで要求される動力又はトルクから得られる）と、の間に差違があるなら、コントローラは、この差違を供給されるトルク又は動力の誤差として解釈することができる。この誤差は、信号を生成するために、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）、又はこれらの伝達関数の組合せ（Ρ＋Ｉ）又は（ＰＩＤ）などのコントローラを介して供給することができ、その信号からは、エネルギー貯蔵回収システムにおけるトルク伝達装置のアクチュエータに加えられる作動力を表すコマンドが導出される。同様に、エネルギー貯蔵装置の（エネルギーや貯蔵状態の変化率よりもむしろ）貯蔵状態又はエネルギーレベルが、制御メトリックとして採用でき、これらのエネルギーレベルは、前述の方法を用いて決定される。そして、測定／感知されたエネルギーと推計されたエネルギーとの間の誤差が、上に説明したように、閉ループ制御アルゴリズムを介して供給される。
【０１２５】
そのような閉ループ（フィードバック）制御アルゴリズムは、単独で、又はより好ましくはフィードフォワード制御アルゴリズムと連携して使用され、そのアルゴリズムにおいて、コントローラは、トルク伝達装置の１つ又は複数のアクチュエータを直接又は間接的に制御する信号を出力する。このような信号は、目盛付けする較正によって、伝達されるべき公称予想トルク又は動力に関連付けることができる。このような較正は、ルックアップテーブル、マップ、又は係数又は乗算器を含むことができ、それぞれが１つ又は複数の較正パラメータを含むことができる。前述のフィードバックアルゴリズムとこのフィードフォワードアルゴリズムとの組み合わせは、システムの精度を高めることができ、例えば、車両の操縦性を向上させる。このシステムはまた、製造部品の変動性及びエネルギーー貯蔵回収システム内の部品の稼働中の劣化に対して、より耐性を有し得る。
【０１２６】
（フライホイール損失／伝達比／エネルギー貯蔵装置排出（コーストダウン）の説明）
本明細書に記載された全ての制御ゴリズムと方法において、要求されるトルク又は動力は、好ましくはエネルギー貯蔵装置で参照され、貯蔵状態（又は貯蔵状態の変化率）を推計できる。以下の説明は、機械的伝達を介してエネルギー源／シンクに結合されたフライホイールエネルギー貯蔵装置という状況において、これがどのように達成されるかという例を提供するが、これらの方法及び制御アルゴリズムは、他のエネルギー貯蔵回収システムにも適用することができる。
【０１２７】
機械式トランスミッションは、動力（又はトルク）の伝達のためにスリップするようにされた１組のクラッチを、エネルギー貯蔵装置とエネルギー源／シンクとの間に、備えることができる。各クラッチは、その組の他の１つ又は複数のクラッチのそれぞれに関連する他の１つ又は複数のギア比とは、異なるギヤ比を直列に有する。クラッチは、各クラッチを順次スリップさせて１つのクラッチから次のクラッチへのトルク伝達を円滑に行うことが、ＣＶＴの機能をエミュレートすることができるように、互いに平行であってもよい。このようなトランスミッションは、「クラッチ付きフライホイールトランスミッション」と呼ばれる。
【０１２８】
スリップしている１つのクラッチを想定し、フライホイールとエネルギー源／シンクの各々に、大きさが等しく逆向きのトルクを印加する。エネルギー源／シンクは、それが実質的に慣性（車両の慣性のような）として挙動するなら、加速によって応答し、他方、フライホイールは、エネルギー源／シンクにエネルギーを与えることによって減速する。しかしながら、その減速速度（貯蔵状態）に起因するフライホイール内のエネルギー減少率は、エネルギーの一部がクラッチの滑りのために失われて熱エネルギーとして消散されるので、全てがエネルギー源／シンクに行くわけではない。エネルギー源／シンクに加えられトルクは推計することができ、この場合、それは、通常の力をクラッチに加えるアクチュエータ作動力（この場合、液圧ピストンによって加えられる力であり得る）に比例し得る。この例では、アクチュエータピストン内の圧力は、それ自体が電流、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号及び／又は電圧によって制御される圧力制御弁によって制御することができる。
【０１２９】
クラッチトルクを推計した後、コントローラは、同じトルクがエネルギー源／シンクとフライホイールに印加されると仮定することができるが、各トルクは互いに逆向きである。クラッチにおけるスリップは、典型的には、フライホイール速度及び／又は車速が変化するにつれて減少し、クラッチにおける動力損失も変化する。従って、コントローラ内の制御変数としてクラッチトルクを表す変数を使用するこの方法は、エネルギーー源／シンクで要求される動力又はトルクを、フライホイールから伝達されると予想されるものに、関連付けるとき、クラッチ内のエネルギーー損失を説明する。これは、エネルギーー源／シンクへ又はそこから伝達されるエネルギーの全てがフライホイールでも伝達されると仮定される場合の結果と比較して、予想されるフライホイール速度又は速度変化率の、より正確な推計がなされ得ることを意味する。
【０１３０】
代替的又は追加的に、トルク又は速度、及び／又は伝達されるトルクをマージン又は係数によって減少させる効率係数の関数として（特に、速度や動力損失ではなくトルクを示す歯車を含むシステムにおいて）トランスミッション内の損失を記述するマップを、コントローラに組み込むことができる。
【０１３１】
また、フライホイールに向けられるトルクは、エネルギー源／シンクとフライホイールとの間の機械的な利点すなわちギアリングを考慮して、当該技術分野で知られているように、推計することができる。
【０１３２】
更に、フライホイールに向けられるトルクは、フライホイール組立体そのもの内部で、１つ又は複数のフライホイールとベアリングの摩擦、風損、他の回転損失及び／又はサービスポンプの動力消費から生じる、トルク（又は動力）損失によって減少させられる。そのような損失は、フライホイール速度の関数であってもよく、また、フライホイール速度（貯蔵状態）を変化させる正味トルクとなるように、フライホイールに向けられるトルクから単純に差し引かれてもよい。従って、トランスミッションにおける噛み合わせ及び／又はシステムにおける損失が考慮されていない場合よりも、予想されるフライホイール速度又は加速度を、より正確に推計することができる。
【０１３３】
（適応型（較正／フィードフォワード）制御）
コントローラは、トランスミッションにおけるトルク伝達装置の１つ又は複数のアクチュエータを直接又は間接的に制御する信号を出力することができる。このような信号は、較正によって、伝達されるべき公称予想トルク又は動力に関連付けることができる。このような較正は、ルックアップテーブル、マップ、又は係数又は乗算器を含むことができ、それぞれが１つ又は複数の較正パラメータを含むことができる。このような較正は、トルク要求をアクチュエータコマンドに関連付けることができる。アクチュエータはバルブを備えることができ、この場合、較正は、要求されるトルクと、（Ｉ）制御バルブ電流、（ＩＩ）バルブＰＷＭ、又は（ＩＩＩ）バルブ電圧、又は（ＩＶ）バルブ圧力と、の関係を含むことができる。アクチュエータは、クラッチに通常の負荷を加えることができ、ピストンを備えることができる。アクチュエータは、スリップクラッチ又はＣＶＴのようなトルク伝達装置によって伝達されるトルク又は動力を制御することができる。
【０１３４】
上述の方法のいずれかを用いて、供給されるトルク又は動力（又は要求されるトルク又は動力と、実際の又は測定され／感知されるトルク又は動力との差違の存在）を検知することにより、要求されるトルクと、エネルギー源／シンクへの又はそれからの加えられるトルク又は伝達される動力を、制御、適用又は生成するように働くアクチュエータに発せられるコマンド又は信号と、の間の較正に影響を及ぼすパラメータにおける、中長期の調整が可能となる。
【０１３５】
例えば、トルクの差違が、予想されるトルクよりも供給されるトルクが低くなると推測される場合に、較正が調整され、トルク伝達装置のアクチュエータに発せられるフィードフォワード信号が、所定のトルク又は動力要求に対して増加される。従って、トルク又は動力に対する将来の類似の要求を発することにより、予想され要求されるものに近い、より大きな供給トルク又は動力が生じることになる。
【０１３６】
有利点として、より複雑な閉ループアルゴリズムの必要性が低減又は排除される。更に、劣化（例えば、クラッチの摩耗又は摩耗した制御弁）によるトルク伝達装置の性能の変動は、手動による再較正を必要とせずに自動的に調整される。
【０１３７】
この種の適応制御アルゴリズムは、コントローラが、どの事象に応答するか、従ってどの事象が、コントローラにトランスミッションの較正に影響するパラメータへの変更を促す結果となるか、を選択的に決定することが好ましい場合がある。例えば、トルク又は動力の要求の大きさが閾値を上回る場合、１つ又は複数の較正パラメータだけをインクリメントすることが好ましい場合がある。
【０１３８】
あるいは、又は追加的に、トルク又は動力の要求の変化率が閾値を下回る場合、又は準定常状態のトルクが要求される場合に、１つ又は複数の較正パラメータだけをインクリメントすることが好ましい場合がある。
【０１３９】
あるいは、又は追加的に、トルク又は動力が要求される持続時間が閾値を超える場合に、１つ又は複数の較正パラメータだけをインクリメントすることが好ましい場合がある。
【０１４０】
１つ又は複数の較正パラメータになされるインクリメントの大きさは、これらの３つ及び他の基準に従って、基準が満たされた度合いに応じて適用される重み付け係数をオプションとして使用して、決定され得る。
【０１４１】
以下の、番号が付されたパラグラフは、本開示の一部を形成する。
１．  エネルギー源／シンクとトルクをやり取りすることができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作するためのコントローラであって、このコントローラは：
エネルギー貯蔵回収システムから、要求されるトルクを表す第１の入力を受け取り；そして、
エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルクを表す第２の入力、又は、その入力から導出することができて前記供給されるトルクを表す信号を受け取る；ように構成されており、
コントローラは、要求されるトルクと供給されるトルクとの間の差違に応じて、前記エネルギー貯蔵回収システムによってエネルギー源／シンクに供給されるトルクを管理操作する。
【０１４２】
２．  パラグラフ１のコントローラにおいて、前記コントローラは、前記差違を低減又は解消するフィードフォワード制御方式を実行するように構成されている。
【０１４３】
３．  パラグラフ１又は２のコントローラにおいて、前記コントローラは、前記差違を低減又は解消するフィードバック制御方式を実行するように構成されている。
【０１４４】
４．  パラグラフ３のコントローラにおいて、前記コントローラは、前記差違を表す第３の入力を受け取り、そして、前記コントローラは、供給されるトルクを第３の入力に応答じて管理操作し、又は前記コントローラは、プログラム可能であり、前記差違を計算するようにプログラムされている。
【０１４５】
５．  パラグラフ３又は４のコントローラにおいて、前記フィードバック制御方式は、比例、比例積分、又は比例積分微分である。
【０１４６】
６．  先行パラグラフのいずれかのコントローラにおいて、前記コントローラは、プログラム可能であり、前記差違に関連する誤差パラメータを計算するようにプログラムされており、前記コントローラは、前記供給されるトルクを前記誤差パラメータに応じて管理操作する。
【０１４７】
７．パラグラフ６のコントローラにおいて、前記コントローラは、前記誤差パラメータに関する１つ又は複数のエラー状態が満たされる場合、前記誤差パラメータに応じて、供給されるトルクを管理操作し、前記１つ又は複数のエラー状態は、好ましくは、閾値を超えている誤差パラメータを含み；前記閾値は、好ましくは固定閾値、又は好ましくは１つ又は複数の更なるパラメータに依存し；コントローラは、好ましくは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るように構成され；及び／又はコントローラは、プログラム可能であり、好ましくは前記１つ又は複数の更なるパラメータを計算又は保存するようにプログラムされている。
【０１４８】
８．  先行パラグラフのいずれかのコントローラにおいて、前記コントローラは、第１の入力に関する１つ又は複数の第１の条件が満たされる場合、前記供給されるトルクを管理操作し；前記１つ又は複数の第１の条件は、オプションとして、閾値を超える第１の入力を含み；前記閾値は、好ましくは固定閾値、又は好ましくは１つ又は複数の更なるパラメータに依存し；前記コントローラは、好ましくは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るように構成され；及び／又は前記コントローラは、プログラム可能であり、好ましくは前記１つ又は複数の更なるパラメータを計算又は保存するようにプログラムされている。
【０１４９】
９．  先行パラグラフのいずれかのコントローラにおいて、前記コントローラは、前記第２の入力又はそれから導出される信号に関する１つ又は複数の第２の条件が満たされる場合、前記供給されるトルクを管理操作し；前記１つ又は複数の第２の条件は、オプションとして、閾値を超える第２の入力又はそれから導出される信号を含み；前記閾値は、好ましくは固定閾値、又は好ましくは１つ又は複数の更なるパラメータに依存し；前記コントローラは、好ましくは、前記１つ又は複数の更なるパラメータを表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るように構成され；及び／又は前記コントローラは、プログラム可能であり、好ましくは前記１つ又は複数の更なるパラメータを計算又は保存するようにプログラムされている。
【０１５０】
１０．  先行パラグラフのいずれかのコントローラにおいて、前記コントローラは、前記ＥＳＲＳによって供給される前記トルクを管理操作するための少なくとも１つの信号を出力するように構成されている。
【０１５１】
１１．  先行パラグラフのいずれかのコントローラにおいて、前記コントローラは、プログラム可能であり、前記ＥＳＲＳによって供給される前記トルクを管理操作するための、１つ又は複数のプログラミング変数及び／又はプログラミング命令を、変更するようにプログラムされている。
【０１５２】
１２．  先行するパラグラフのいずれかのコントローラを備える装置。
【０１５３】
１３．  パラグラフ１２の装置において、前記第２の入力をコントローラに提供するため、コントローラに動作可能に結合された１つ又は複数のセンサを更に備えている。
【０１５４】
１４．  パラグラフ１３の装置において、前記１つ又は複数のセンサは、トルクメータを備えている。
【０１５５】
１５．  パラグラフ１４の装置において、前記装置は、前記エネルギー貯蔵回収システムを更に備え、前記エネルギー貯蔵回収システムは、エネルギー貯蔵装置を含備え、前記トルクメータは、前記エネルギー貯蔵装置において、前記供給されるトルクを測定するように構成されている。
【０１５６】
１６．  パラグラフ１５の装置において、前記装置は、前記エネルギー貯蔵回収システムと前記エネルギー源／シンクとの間でトルクを伝達するためのトランスミッションを更に備え、前記トルクメータは、前記トランスミッションの位置において、前記供給されるトルクを測定するように構成されている。
【０１５７】
１７．  パラグラフ１６の装置において、前記コントローラは、前記トルクメータによって測定される前記トルクを、前記トランスミッションの車両側又は前記トランスミッションの前記ＥＳＲＳ側において、前記供給されるトルクに関連付ける伝達比を直接又は間接的に表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るか又は保存するように構成され、前記コントローラは、前記トランスミッションの前記車両側又は前記トランスミッションの前記ＥＳＲＳ側に向けられる測定されるトルクを計算するようにプログラムされている。
【０１５８】
１８．  パラグラフ１６又は１７の装置において、前記コントローラは、前記トルク測定位置において前記トランスミッションによって伝達される前記トルクを、前記エネルギー貯蔵回収システムによって供給される正味のトルクに関連付けるトルク伝達エネルギー効率係数を表す１つ又は複数の更なる入力を受け取るか又は保存するように構成され、前記コントローラは、前記ＥＳＲＳと前記トルク測定位置の間のトランスミッションにおけるエネルギー損失を考慮して、前記供給されるトルクを計算するようにプログラムされている。
【０１５９】
１９．  パラグラフ１３乃至１８のいずれかの装置において、前記１つ又は複数のセンサは、少なくとも１つの回転センサを備え、前記少なくとも１つの回転センサは、オプションとして、回転速度センサ及び／又は回転加速度センサを備える。
【０１６０】
２０．  パラグラフ１８の装置において、前記装置は、前記エネルギー貯蔵回収システムを更に備え、前記エネルギー貯蔵回収システムは、フライホイールを備え、前記少なくとも１つの回転センサは、フライホイール回転を、好ましくは、フライホイール回転速度を測定する形態で測定するように構成され、前記第２の入力は、前記測定されるフライホイール回転を表す信号であり、好ましくは、前記少なくとも１つの回転センサによって出力される前記フライホイール回転速度を表す信号である。
【０１６１】
２１．  パラグラフ２０の装置において、前記コントローラは、プログラム可能であり、前記第１の入力を、要求されるフライホイール回転、好ましくは、要求されるフライホイール回転速度を表す信号に変換するようにプログラムされ、そして、要求されるフライホイール回転を表す前記信号を、前記測定されるフライホイール回転を表す前記信号、好ましくは、前記測定されるフライホイール回転速度と比較するようにプログラムされ；前記コントローラは、好ましくは、ローパスフィルタを使用して、前記測定されるフライホイール回転を表す前記信号をフィルタリングするようにプログラムされ；前記コントローラは、好ましくは、ハイパスフィルタを使用して、前記要求されるフライホイール回転を表す前記信号をフィルタリングするようにプログラムされ；前記コントローラは、好ましくは、前記信号の和及び／又は差を、前記差違に関連する誤差パラメータとして計算するようにプログラムされている。
【０１６２】
２２．  パラグラフ２１の装置において、前記装置は、前記エネルギー貯蔵回収システムと前記エネルギー源／シンクの間でトルクを伝達するためのトランスミッションを更に備え、前記要求されるトルクは、トランスミッションのエネルギー源／シンク側で参照され、前記コントローラは、前記トランスミッションの前記エネルギー源／シンク側で参照される前記要求トルクを、前記要求されるフライホイール回転を表す前記信号に、変換する伝達関数を表す１つ又は複数の更なる入力を受け取り又は保存するように構成され、前記コントローラは、前記要求されるフライホイール回転を表す前記信号を計算するようにプログラムされている。
【０１６３】
２３．  パラグラフ２２の装置において、前記コントローラは、１つ又は複数のトルク伝達エネルギー効率係数を表す、１つ又は複数の更なる入力を、受け取り又は保存するように構成され、前記コントローラは、前記要求されるフライホイール回転を、前記１つ又は複数の係数の関数として、計算するようにプログラムされている。
【０１６４】
２４．  パラグラフ１２乃至２３のいずれかの装置において、無段トランスミッション部品を更に含み；前記無段トランスミッション部品は、オプションとして、バリエータであり；前記バリエータは、オプションとして、トロイダルバリエータである。
【０１６５】
２５．  パラグラフ１２乃至２４のいずれかの装置において、前記エネルギー源／シンクを更に含み、前記エネルギー源／シンクは、オプションとして：車両駆動系；１つ又は複数の車輪；及び／又は、１つ又は複数のトルク作動可能な車両付属品、を含む。
【０１６６】
２６．  パラグラフ１２乃至２５のいずれかの装置において、前記装置は、前記コントローラを実装するように構成された１つ又は複数の車両用電子制御ユニットを備える。
【０１６７】
２７  パラグラフ１２乃至２６のいずれかの装置において、前記エネルギー貯蔵回収システムから前記エネルギー源／シンクへのトルクの伝達を不能にするための安全システムを更に備え、前記コントローラは、前記安全システムを作動させるための少なくとも１つの信号を出力するように構成されている。
【０１６８】
２８．  パラグラフ２７の装置において、前記安全システムは、少なくとも１つのトルク経路切断クラッチ及び／又は安全ブレーキを備える。
【０１６９】
２９．  パラグラフ１乃至１１のいずれかのコントローラ及び／又はパラグラフ１２乃至２８のいずれかの装置を備える車両。
【０１７０】
３０．  エネルギー源／シンクとトルクをやり取りすることができるエネルギー貯蔵回収システムを管理操作する方法であって、
前記エネルギー貯蔵回収システムに対して要求されるトルクを表す第１の入力を受け取り、
エネルギー貯蔵回収システムによって供給されるトルクを表す第２の入力又はそれから導出することができ、前記トルクを表す信号を受け取り、
前記要求されるトルクと供給されるトルクの間の差違に応じて、前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに前記供給されるトルクを管理操作する、ステップを含む。
【０１７１】
３１．  パラグラフ３０の方法において、前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに供給される前記トルクを管理操作することは、前記差違を低減又は排除するため、前記ＥＳＲＳによって供給される前記トルクを前記要求されるトルクに対して較正することを含み；前記ＥＳＲＳによって供給される前記トルクを前記要求されるトルクに対して較正することは、好ましくはトルク供給の離散的又は連続的範囲を対応するトルク要求に関連付ける較正テーブル及び／又は較正ソフトウェアを更新することを含み；前記較正テーブル及び／又はソフトウェアは、好ましくは１つ又は複数の較正係数及び／又は較正関数を含む。
【０１７２】
３２．  パラグラフ３０の方法において、前記方法は、前記差違を表す第３の入力を受け取るステップを更に含み、前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに供給される前記トルクを管理操作することは、前記第３の入力に応答すること、又は前記第１及び第２の入力から前記差違を計算することである。
【０１７３】
３３．  パラグラフ３０の方法において、前記エネルギー貯蔵回収システムによって前記エネルギー源／シンクに供給される前記トルクを管理操作することは、前記エネルギー貯蔵回収システムから前記エネルギー源／シンクへのトルクの伝達を低減又は不能にするための安全システムを作動させるための、少なくとも１つの信号を出力することを含む。
【０１７４】
３４．  パラグラフ３３の方法において、前記エネルギー貯蔵回収システムから前記エネルギー源／シンクへのトルクの伝達を低減又は不能にするための安全システムを作動させることは、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することを含み、１つ又は複数のトルク伝達経路を遮断することは、オプションとして、１つ又は複数のクラッチを遮断すること、又はブレーキを作動させることを含む。
【０１７５】
３５．  コンピュータ上で実行するためのコンピュータプログラムであって、前記コードをコンピュータ上でを実行させることにより、コンピュータが、パラグラフ３０乃至３４のいずれかの方法を実行する。
【０１７６】
本開示は、アナログコントローラをカバーすることを意図し、同じくプログラマブルコントローラのようなデジタルコントローラをカバーすることを意図する。
【０１７７】
本開示において、「ように構成され」とは、コントローラが任意の方法で、特定の機能を実行するように、配置され、構成され、又はプログラムされていることを意味する。
【０１７８】
コントローラは、単一の、物理的に識別可能なコントローラ、又はネットワークコントローラのような、個別に識別可能なコントローラのクラスタなどによって提供してもよい。しかし、コントローラは、分散型ネットワークとして提供してもよく、分散型ネットワークが動的に再構成可能であってもよい。
【０１７９】
更に、本明細書に記載のコントローラは、単一のコントローラの、１つ又は複数のサブコンポーネント（ハードウェア又はソフトウェア）によって実装してもよい。
【図１】
2019536674.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
2019536674.tif 000011
【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2019536674.tif 000016
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