(57)【要約】本発明は、熱エンジンと少なくとも２つの電気機械とを含んでなる動力装置の、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの、振動モード減衰方法および制御装置に関する。本発明の、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法は、電気機械のトルクの最終制御値（Ｕｏ）が、車輪におけるトルクの設定値（ＲＴｏ）と熱エンジンの回転数の設定値（ＲＷｉｃｅ）とに到達することを可能にする主制御値（Ｕｏ１）と、熱エンジンと車輪との間の運動伝達経路の剛性によってもたらされる振動モードを減衰するための補足制御値（Ｕｍ）との和であることを特徴とする。
2007526852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エンジンと少なくとも２つの電気機械とを含んでなる動力装置の、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法において、上記電気機械のトルクの最終制御値（Ｕｏ）は、車輪におけるトルクの設定値（ＲＴｏ）と上記熱エンジンの回転数の設定値（ＲＷｉｃｅ）とに到達することを可能にする主制御値（Ｕｏ１）と、上記熱エンジンと上記車輪との間の運動伝達経路の剛性によってもたらされる振動モードを減衰するための補足制御値（Ｕｍ）との和であることを特徴とする、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項２】
上記補足制御値（Ｕｍ）は、上記車輪における上記トルクの設定値（ＲＴｏ）と上記熱エンジンの上記回転数の設定値（ＲＷｉｃｅ）と、物理量の推定値とに依存することを特徴とする、請求項１に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項３】
上記補足制御値（Ｕｍ）は、上記車輪における上記トルクの設定値（ＲＴｏ）と上記熱エンジンの上記回転数の設定値（ＲＷｉｃｅ）との線形組み合わせである第１コンポーネント（Ｕｍｃ）と、物理量の推定値の線形組み合わせである第２コンポーネント（Ｕｍｅ）とから構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項４】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記熱エンジンの回転数の推定値（ＥＷｉｃｅ）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項５】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記車輪の速度の推定値（ＥＷｗｈ）を含むことを特徴とする、請求項３または４に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項６】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記電気機械の回転数の推定値（ＥＷｅ１、ＥＷｅ２）を含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項７】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記熱エンジンと上記変速機との間で交換されるトルクの推定値（ＥＴｉ）を含むことを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項８】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記車輪におけるトルクの推定値（ＥＴｏ）を含むことを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項９】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記熱エンジンの摩擦トルクの推定値（ＥＴｄｉｃｅ）を含むことを特徴とする、請求項３〜８のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項１０】
上記第２コンポーネント（Ｕｍｅ）は、上記車輪における摩擦トルクの推定値（ＥＴｒｅｓ）を含むことを特徴とする、請求項３〜９のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モード減衰方法。
【請求項１１】
熱エンジン（１）と、少なくとも２つの電気機械（２、３）とを含んでなる動力装置の、車輪におけるトルク（Ｔｏ）と熱エンジンの回転数（Ｗｉｃｅ）との調整を可能にする、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置において、トーションモード減衰ユニット（４）を有し、上記トーションモード減衰ユニット（４）は、上記熱エンジン（１）と上記車輪（６）との間の運動伝達経路の剛性によってもたらされる振動モードを減衰するための補足制御値（Ｕｍ）を計算することを特徴とする、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１２】
上記トーションモード減衰ユニット（４）は、上記熱エンジン（１）と上記電気機械（２、３）との間の機械的デカップリングユニット（７）によって設定される上記電気機械（２、３）の主制御値（Ｕｏ１）に付加される補足制御値（Ｕｍ）を供給することを特徴とする、請求項１１に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１３】
上記機械的デカップリングユニット（７）は、上記熱エンジンの回転数の設定値（ＲＷｉｃｅ）と、上記車輪におけるトルクの設定値（ＲＴｏ）と、上記熱エンジンの回転数の推定値（ＥＷｉｃｅ）と、上記車輪におけるトルクの推定値（ＥＴｏ）とに基づいて機械的調整ユニット（８）において計算される、２つの中間制御信号（ｖ１、ｖ２）を受けることを特徴とする、請求項１２に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１４】
上記熱エンジンの回転数の推定値（ＥＷｉｃｅ）と、上記車輪におけるトルクの推定値（ＥＴｏ）を得ることを可能にする機械的決定ユニット（９）を有することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１５】
機械的決定ユニット（９）が、上記補足制御値（Ｕｍ）の計算のための、上記振動モードに関する推定ベクトル（Ｘｆ）を設定することを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１６】
上記推定ベクトル（Ｘｆ）は、機械的デカップリングユニット（７）と上記トーションモード減衰ユニット（４）へ伝達されることを特徴とする、請求項１５に記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【請求項１７】
上記機械的決定ユニット（９）と、上記機械的調整ユニット（８）と、上記機械的デカップリングユニット（７）と、上記トーションモード減衰ユニット（４）とが、上記車輪におけるトルク（Ｔｏ）と上記熱エンジンの回転数（Ｗｉｃｅ）との調整を可能にする機械的制御装置の中にまとめられることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの制御に関する。
【０００２】
特に本発明は、熱エンジンと、少なくとも２つの電気機械とを含む動力装置の、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションの振動モードの減衰方法と、車輪におけるトルクと熱エンジンの回転数との調整を可能とする制御装置とを対象とする。
【０００３】
本発明は、熱エンジンと、電気変速機を有する無段階変速トランスミッションが装備された車両に適用される。電気変速機を有する無段階変速トランスミッションは、熱エンジンとトランスミッションとの間に、如何なるカプラー、クラッチまたはコンバーターも含まないという特徴を有する。
【０００４】
本発明は、減速比一定の運動伝達経路を含む１つの経路と、２つの電気機械から構成された無段階変速機を含むもう１つの経路との、少なくとも２つのパワー伝達経路を有するトランスミッションへ適用されることが望ましいが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００５】
文献ＦＲ  ２  ８２３  ２８１には、上述のタイプの装置が記載されている。この文献によれば、様々な経路が、一方では、熱エンジンのような機械エネルギ源に連結された入力機械分配器に、他方では、車両の車輪に連結された出力機械分配器に接続される。入力機械分配器および出力機械分配器は、遊星歯車装置であることが望ましいが、遊星歯車装置でなくてもよい。
【０００６】
この文献に記載されたトランスミッションは、エネルギ緩衝装置によって連結された２つの電気機械も有する。２つの電気機械は、それぞれ熱エンジンと、車輪と、２つの電気機械へ接続される、４つの入力および出力軸が設けられた、運動伝達経路の中に含まれる。
【０００７】
この分野における通常の構成によれば、トランスミッションの計算機が、各アクチュエータ（２つの電気機械と、場合によっては熱エンジン）に対する制御の設定値を定め、「制御の上層」と呼ばれる他の計算モジュールによって決定された、次の４つの基本状態における動作点へトランスミッションを導くことを可能にする。
【０００８】
−「トルク追随（ｔｏｒｑｕｅ  ｔｒａｃｋｉｎｇ）」、この場合、運転者はアクセルペダルを踏む。トランスミッションの計算機の目標は、制御装置によって要求される車輪におけるトルクと熱エンジンの回転数である（これは、熱エンジンがトルクを供給する最も一般的なケースである）。  
−「燃料遮断（ｆｕｅｌ  ｃｕｔ  ｏｆｆ）」、この場合、運転者はアクセルペダルを踏まず、熱エンジンへの燃料噴射は遮断され、熱エンジンは抵抗トルクを供給する。計算機の目標は、制御装置によって要求される熱エンジンの回転数である。  
−「速度クリープ（ｓｐｅｅｄ  ｃｒｅｅｐｉｎｇ）」、この場合，運転者はアクセルペダルもブレーキペダルも踏まず、車両は低速で移動する。計算機の目標は、制御装置によって要求される熱エンジンの回転数である。  
−「トルククリープ（ｔｏｒｑｕｅ  ｃｒｅｅｐｉｎｇ）」、この場合、運転者はブレーキペダルを踏み、車両は低速で移動する。
【０００９】
各アクチュエータの制御設定値を定める計算機は、特に性能仕様を尊重しなければならず、エネルギ緩衝装置の調整を確保しながら、様々な擾乱、すなわち「制御ノイズ」に抗する必要がある。
【００１０】
これらの擾乱の中に、熱エンジンと車輪との間に存在する剛性全体によってもたらされる振動がある。高性能であるほど、動力装置の調整の追従性（コンプライアンス）と堅牢性（ロバストネス）は、この剛性に敏感である。
【００１１】
過剰な性能は堅牢性を低下させ、振動を発生させ、制御装置を不安定に導くので、剛性を考慮に入れないときには、制御装置の性能は制限される。
【特許文献１】ＦＲ  ２  ８２３  ２８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、特に上述の４つの基本状態において：
−車輪におけるトルクの設定値の追従と、
−熱エンジンの回転数の設定値の追従と、
−熱エンジンと、トランスミッションと、車輪との間の機械的な連結（フライホイール、差動機、シャフト、等）の剛性によってもたらされる振動の減衰と、
に基づいて、これらの剛性による振動の影響を除去することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明は、電気機械のトルクの最終制御値は、車輪におけるトルクの設定値と熱エンジンの回転数の設定値とに到達することを可能にする主制御値と、上記熱エンジンと上記車輪との間の運動伝達経路の剛性によってもたらされる振動モードを減衰するための補足制御値との和とすることを提案する。
【００１４】
本発明によれば、上記補足制御値は、上記トルクの設定値と上記熱エンジンの上記回転数の設定値と、物理量の推定値とに依存する。
【００１５】
本発明の他の１つの特徴によれば、上記補足制御値は、トーションモード減衰ユニットによって計算される。
【００１６】
上記補足制御値は、上記熱エンジンと上記電気機械との間の機械的デカップリングユニットによって設定される上記電気機械の主制御値に付加される。
【００１７】
本発明の好ましい１実施の形態によれば、適用される制御装置は、上記車輪におけるトルクと上記熱エンジンの回転数との調整を可能にする機械的制御装置を有し、上記機械的制御装置は、機械的決定ユニットと、機械的調整ユニットと、機械的デカップリングユニットと、上記トーションモード減衰ユニットとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の、添付図面を参照して行う、本発明の非限定的な実施の形態の説明を読むことによって明らかになるであろう。これらの添付図面において：
−図１は、本発明が適用される無段階変速トランスミッションの典型的な略図であり；
−図２は、図１に示す無段階変速トランスミッションの略図に、考慮される剛性モデルを示した図であり；
−図３は、本発明が適用される機械的制御装置の構造を示す図であり；
−図４は、トーションモード減衰ユニットの略図である。
【００１９】
図１に、参照する文献ＦＲ  ２  ８２３  ２８１に記載されているような、熱エンジン１と車輪６との間に、動力伝達のための２つの平行な経路を有する、電気変速機付きの無段階変速トランスミッションを示す。主動力経路は、減速比一定の運動伝達経路と、いわゆる動力分路からなる。動力分路は、変速機を構成する２つの電気機械２、３を含む。この図においては、以下に説明される物理量：Ｔｉｃｅ、Ｔｉ、Ｗｉｃｅ、Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｗｅ１、Ｗｅ２、Ｔｏ、Ｗｗｈ、Ｔｒｅｓが記載されている。
【００２０】
電気変速機付きの無段階変速トランスミッションが装備された動力装置（ＧＭＰ）の全体の動作を特徴付ける、図に記載された物理量は次のとおりである。  
熱エンジンのレベルにおいて；
−  Ｔｉｃｅ：クランクシャフトへ加えられる熱エンジンのトルク、
−  Ｗｉｃｅ：熱エンジンの回転数、
フライホイールのレベルにおいて；
−  Ｔｉ：熱エンジンと変速機との間で交換されるトルク、
−  Ｗｉ：フライホイールの出力側における回転数、
動力分路のレベルにおいて；
−  Ｔｅ１：第１電気機械２のトルク、
−  Ｗｅ１：第１電気機械２の回転数、
−  Ｔｅ２：第２電気機械３のトルク、
−  Ｗｅ２：第２電気機械３の回転数、
−  Ｕｃａｐａ：エネルギ蓄積要素の端子における電圧、
差動機のレベルにおいて；
−  Ｗｏ：運動伝達経路の出口における回転数
−  Ｔｏ：車輪におけるトルク
車輪のレベルにおいて；
−  Ｗｗｈ：車輪の速度、
−  Ｔｒｅｓ：抵抗トルク
図２に非限定的に示すように、図１に示した動力装置の主要な剛性は、熱エンジンの出口と車輪に一括されると仮定する。実際、これらの２つの剛性は、この動力装置の動的挙動モデルによって明確に示される。
【００２１】
トランスミッションは、上述の４つの状態（トルク追随、燃料遮断、速度クリープ、トルククリープ）の１つにあることができ、トランスミッションの制御装置は、これらの４つの状態に適応化された機械的制御装置を含む。より詳細には、トランスミッションの制御装置は、４つの状態のそれぞれにおいて、制御の機械的な目標、すなわち車輪におけるトルクＴｏと熱エンジンの回転数Ｗｉｃｅの調整に応じなければならない。
【００２２】
また、エネルギの目標は、エネルギ制御装置によって確保される。ここでは、エネルギ制御装置については説明しないが、機械的制御装置と相互に作用するエネルギ制御装置の出力信号についてのみ言及する。すなわち：
−  Ｕｗ：Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｗｅ１およびＷｅ２の関数として表現されるエネルギの指令値、
−  ＥＴｅ１：第１電気機械のトルクの推定値、
−  ＥＴｅ２：第２電気機械のトルクの推定値。
【００２３】
機械的制御装置自身は、関連する様々な信号と共に図３にまとめて示された、機械的決定ユニット９と、機械的調整ユニット８と、機械的デカップリングユニット７と、トーションモード減衰ユニット４との、４つのユニットすなわちモジュールから構成される。
【００２４】
機械的決定ユニット９は、装置の状態を機械的制御装置の他のユニットへ供給する機能を有する。このため、機械的決定ユニット９は、電気機械２、３の回転数Ｗｅ１、Ｗｅ２の測定値と、エネルギの指令値Ｕｗを利用する。エネルギの指令値Ｕｗは、電気機械２、３のトルクの推定値ＥＴｅ１、ＥＴｅ２の関数として表現される。また、機械的決定ユニット９は、機械的デカップリングユニット７から発生し、熱エンジンの計算機へ送られる熱エンジンのトルクの設定値ＲＴｉｃｅの信号も利用する。
【００２５】
これらの測定値と信号に基づいて、機械的決定ユニット９は、次の量を計算する。すなわち：
・  ＥＷｉｃｅ：熱エンジンの回転数の推定値、
・  ＥＴｏ：車輪におけるトルクの推定値、
・  ＥＷｅ１とＥＷｅ２：電気機械の回転数の推定値、
・  上記の推定値と、熱エンジンと変速機との間で交換されるトルクＴｉの推定値ＥＴｉと、車輪の速度Ｗｗｈの推定値ＥＷｗｈと、熱エンジンの摩擦トルクの推定値ＥＴｄｉｃｅと、車輪における摩擦トルクの推定値ＥＴｒｅｓとを含む推定ベクトルＸｆ。  
従って、推定ベクトルＸｆは：
Ｘｆ＝［ＥＷｉｃｅ，ＥＷｗｈ，ＥＷｅ１，ＥＷｅ２，ＥＴｉ，ＥＴｏ，ＥＴｄｉｃｅ，ＥＴｒｅｓ］
の形を成す。
【００２６】
このベクトルは、熱エンジン及び車輪と相互作用中の、トランスミッション全体の状態の推定値を含む。この推定値は、機械的制御装置の他のユニットへ送られる。これらの推定値全体の計算は、動的システムの観察及び推定のための既知の技術によって可能であり、動力装置の動的挙動の標準的な数学モデルに基づく。
【００２７】
機械的調整ユニット８は、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅと、車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏと、熱エンジンの回転数の推定値ＥＷｉｃｅと、車輪におけるトルクの推定値ＥＴｏから、２つの中間制御信号ｖ１、ｖ２を計算する。すなわち：
・  中間制御信号ｖ１は、機械的調整ユニットによって、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅと熱エンジンの回転数の推定値ＥＷｉｃｅから計算され、
・  中間制御信号ｖ２は、同じく機械的調整ユニットによって、車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏと車輪におけるトルクの推定値ＥＴｏから計算される。
【００２８】
これらの機械的調整ユニットの２つのパラメータは、熱エンジンの回転数Ｗｉｃｅと車輪におけるトルクＴｏによる、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅと車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏの追随の性能の程度を決める機械的調整ユニットのパラメータである。
【００２９】
機械的デカップリングユニット７は、中間制御信号ｖ１、ｖ２と、機械的決定ユニットから発生される推定ベクトルＸｆとに基づいて、主制御値Ｕｏ１と、熱エンジンのトルクの設定値ＲＴｉｃｅを計算する。この主制御値Ｕｏ１は、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅと車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏとの追随を可能にするが、それ自身のみでは、機械的な剛性によってもたらされる振動の減衰を処理することはできない。
【００３０】
最後に、トーションモード減衰ユニット（ＵＡＭ）４は、主制御値Ｕｏ１に付加される補足制御値Ｕｍを計算する。補足制御値Ｕｍは、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅと車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏと推定ベクトルＸｆとに依存する。主制御値Ｕｏ１は、第１電気機械のトルクＴｅ１と第２電気機械のトルクＴｅ２の制御信号に変換される。
【００３１】
上述のように、提案される解決策の主要な特徴の１つは、トーションモード減衰ユニット（ＵＡＭ）に関する。このユニットは、剛性によってもたらされる振動モードを減衰する補足制御値Ｕｍを提供する。この補足制御値は、最終制御値Ｕｏを得るために、機械的デカップリングユニット７によって計算された主制御値Ｕｏ１に加えられるようになる。
【００３２】
本発明によれば、補足制御値Ｕｍは、推定ベクトルＸｆの要素すなわち物理量の推定値の線形組み合わせと、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅ及び車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏの線形組み合わせの結果である。
【００３３】
図４は、この補足制御値Ｕｍの計算を示し、様々な重み付けパラメータａｉ、ｂｊが示されている。この図に示すように、補足制御値Ｕｍは、Ｕｍ＝Ｕｍｃ＋Ｕｍｅである、第１コンポーネントＵｍｃと第２コンポーネントＵｍｅとの２つのコンポーネントを有する。すなわち：
−  Ｕｍｃは、熱エンジンの回転数の設定値ＲＷｉｃｅ及び車輪におけるトルクの設定値ＲＴｏの線形組み合わせであり：
Ｕｍｃ＝ａ１・ＲＷｉｃｅ＋ａ２・ＲＴｏ
−  Ｕｍｅは、推定ベクトルＸｆの要素の線形組み合わせであり：
Ｕｍｅ＝ｂ１・ＥＷｉｃｅ＋ｂ２・ＥＷｗｈ＋ｂ３・ＥＷｅ１＋ｂ４・ＥＷｅ２＋ｂ５・ＥＴｉ＋ｂ６・ＥＴｏ＋ｂ７・ＥＴｄｉｃｅ＋ｂ８・ＥＴｒｅｓ
係数ａｉ、ｂｊは、自動車の動作点の関数として作図化される。これらの値は、オートメーション（極配置（ｐｏｌｅ  ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、エネルギ最適化、ロバスト制御、等）の分野で周知の様々なアルゴリズムに基づいて計算することができる。これらは、トーションモード減衰ユニットの較正のための調整パラメータも含む。
【００３４】
本発明は、多数の利点を有する。走行状態、すなわち、トルク追随、燃料遮断、速度クリープ、トルククリープの各々において、提案される解決策は、様々な機械的剛性によってもたらされる振動を処理するという利点を有する。トーションモード減衰ユニットによって発生される補足制御値Ｕｍが、最終制御値Ｕｏを得るために主制御値Ｕｏ１に加えられるようになり、最終制御値Ｕｏは、振動を減衰するように電気アクチュエータに作用することを可能にする。
【００３５】
熱エンジンの回転数の設定値と車輪におけるトルクの設定値の追随という観点から、機械的な調整は高性能を確保する必要があるので、剛性の処理が行われない場合には、制御装置の安定性が損なわれ、自動車における快適性が凡庸なものとなる。
【００３６】
トーションモード減衰ユニットにおいて実行される補足制御値Ｕｍの計算は、最後に、物理量の推定値に関連付けられるという利点を有し、このことは、調整のために有益である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用される無段階変速トランスミッションの典型的な略図である。
【図２】図１に示す無段階変速トランスミッションの略図に、考慮される剛性モデルを示した図である。
【図３】本発明が適用される機械的制御装置の構造を示す図である。
【図４】トーションモード減衰ユニットの略図である。
【図１】
2007526852.tif 000003
【図２】
2007526852.tif 000004
【図３】
2007526852.tif 000005
【図４】
2007526852.tif 000006
【国際調査報告】
2007526852.tif 000007
2007526852.tif 000008
2007526852.tif 000009
2007526852.tif 000010