(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪に熱機関トルク（Ｔｔｈ）を供給する少なくとも１つの熱機関と電気トルク（Ｔｅｍ）を供給する１つの電気機械とを備えている前記車両のハイブリッドトランスミッションの、前記熱機関のトルクの推定方法であって、
前記熱機関の速度（ωｔｈ）と、前記電気機械のトルク（Ｔｅｍ）と、前記熱機関に関する等価慣性（Ｊｅｑ−ｔｈ）と、前記熱機関のシャフトと前記車輪との間のステップダウンギア比に基づくパラメータαとに基づいて、前記熱機関の速度の推定値（ω^ｔｈ）を取得することと、
前記熱機関の速度の推定値（ω^ｔｈ）に基づいて、前記ハイブリッドトランスミッションの等価抵抗トルクの推定値（Ｔ^ｅｑｒｅｓ）を取得することと、
前記熱機関の速度の推定値（ω^ｔｈ）と前記熱機関のトルク指定値（Ｔｔｈｒｅｆ）とに基づいて、総トルクの推定値（Ｔ^ｔｈｔｏｔ）を取得することと、
ギアボックスとアクスルアセンブリとの間のステップダウンギア比に基づくパラメータβで補正された前記等価抵抗トルクの推定値（Ｔ^ｅｑｒｅｓ）と、前記総トルクの推定値（Ｔ^ｔｈｔｏｔ）とを加算することにより、前記熱機関のトルクの推定値（Ｔ^ｔｈ）を取得すること、
を備える、
トルクの推定方法。
【請求項２】
前記等価慣性（Ｊｅｑ−ｔｈ）は、関係式 
0006701102.tif 000007
から決定される、請求項１に記載のトルクの推定方法。
【請求項３】
前記熱機関の速度の推定値（ω^ｔｈ）を取得することは、積（α．Ｔｅｍ）と、差（ωｔｈ−ω^ｔｈ）の符号を割り当てられたゲインの較正値（Ｍ０）との合計を積分することを備える、請求項２に記載のトルクの推定方法。
【請求項４】
積分された項は、前記積分項と前記等価慣性（Ｊｅｑ−ｔｈ）の逆数との積によってループで補正される、請求項３に記載のトルクの推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関の制御の分野に関する。
【０００２】
具体的には、本発明の主題は、車両の車輪に向けられる熱機関トルク及び電気トルクを一緒にまたは別々に供給する、少なくとも１つの熱機関と１つの電気機械とを備える車両のハイブリッドトランスミッションの、熱機関のトルクを推定する方法である。
【０００３】
この方法は、あるトランスミッション比に係合するために同期が必要な２つの回転シャフト（またはピニオン）を有する、任意の熱機関またはハイブリッドのパワートレインに対して適用可能である。
【背景技術】
【０００４】
ハイブリッドまたは非ハイブリッドの自動車における熱機関のトルク制御は、車両の性能全般及び車両のドライバビリティの向上のために極めて重要である。
【０００５】
この機関に紐づけられたギアボックスが、動力源に接続されたプライマリシャフトと、動的トルクを車輪に伝達するためにこのプライマリシャフトによって駆動されるセカンダリシャフトとを少なくとも備えたパラレルシャフトのギアボックスである場合、ギア比の切り替え後にトルクが再適用される際のトルク曲線の急な変動を回避するために、この（熱機関の及び／または電気の）トルクに対する良好な制御が必要とされる。ギア比の係合に先立って２つのギアボックスシャフトが同期することが熱機関に課されているハイブリッドのアーキテクチャにおいては、ギア比の切替の際の動的トルクの制御は、きわめて重要である。
【０００６】
しかし、熱機関のトルクの測定値は、移動中の車両では直接入手することができない。その値を入手する１つの方法は、クランクシャフトの角回転速度の測定値から、間接的に推定（再構成）することである。
【０００７】
公報ＦＲ２６８１４２５は、エンジンフライホイールリングギアに紐づけられたセンサによって生み出される信号を用いて、内燃熱機関のトルクを測定する方法を開示している。この方法は、この機関の各シリンダ内の混合気のそれぞれの燃焼によって生み出される平均トルクの計算を可能にしている。この計算値は、機関の運転を連続的に改善し、その欠点をモニタリングするために使用され得る。機関制御コンピュータは、フライホイールリングギアから取られた実験的測定値に適合することが可能である。燃焼性能の連続的な改善は、燃焼パラメータのループ制御によって実施されるが、これはすべて、燃焼システムとその応答時間のダイナミクスに関する豊富な知識を前提としている。
【０００８】
この方法は、ハイブリッドのアーキテクチャといった複雑な環境では、若干不満足なものである。その理由は、パワートレイン内部の慣性と摩擦による複合効果である。各動力源、即ち熱機関及び電気機械は、実際、独自のダイナミクスを有し、制御命令に固有の独自の応答レベルを有している。
【０００９】
連結しようとしている２つのシャフト（ピニオン）が熱機関によって同期されているとき、熱機関はさらに、運転者のトルク要求も満たす必要がある。したがって、制御システムは、熱機関トルクの瞬時値に関する、非常に正確な情報を必要とする。ギアシフトが満足できるものであるためには、同期されるシャフト同士の間の速度差が非常に迅速に収束して毎分３０回転の範囲になり、可能な限り速度差が小さくなることが、とりわけ必要である。２つのシャフトの連結（トルクの再適用）に続くフェーズは、透過的であること、即ち急変動が可能な限りわずかであることも、また必要である。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、トルク信号のギアシフト制御部材及び車輪への伝達を考慮に入れながら、熱機関によって生み出されるトルク信号を再構成することである。
【００１１】
本発明は特に、ギア比の係合に先立つ同期フェーズの間（即ち熱機関によってこの同期が実施される間）の、機関の速度を頑健に制御できるようにしようと努める。ギアシフトがユーザに対して透過的なやり方で実施され得るように、トルク信号の推定値は、十分に正確なものである必要がある。
【００１２】
この目的のため、本発明は、熱機関トルクを、トランスミッションによって車輪に供給される総トルクの推定値と、トランスミッションの抵抗トルク全体の推定値との合計として推定することを提案する。
【００１３】
好ましくは、この方法は、熱機関の速度の測定値と、熱機関のトルク指令値と、電気機械のトルクの値とを使用する。
【００１４】
本発明は、下記の非限定的な一実施形態の記載を読むことによって、及び添付の図面を参照することによって、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本方法の主要なステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
熱熱機関及び電気機械を備えるハイブリッドパワートレインに対して力学の基本原理を適用することによって、以下の動的モデルが得られる。
−  熱機関に関して、
0006701102.tif 000002
−  電気機械に関して、
0006701102.tif 000003
−  車輪に関して、
0006701102.tif 000004
であって、このとき、
−ωｔｈは、熱機関の速度、
−Ｔｔｈは、熱機関のトルク、
−Ｔｔｈｒｅｓは、熱機関の抵抗トルク、
−Ｊｔｈは、熱機関の慣性、
−ωｅｍは、電気機械の速度、
−Ｔｅｍは、モータトルク、
−Ｔｅｍｒｅｓは、電気機械の抵抗トルク、
−電気機械の慣性、
−ωｒは、車輪の速度、
−Ｔｒは、車輪に適用されるトルク、
−Ｔｒｒｅｓは、車輪に適用される抵抗トルク（外部に由来する未知の入力）
−Ｊｒは、車輪の慣性である。
【００１７】
熱機関のトルクＴｔｈは常に、運転者のトルク要求（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）Ｔｔｈｒｅｆに対する応答である。熱機関のトルク指令Ｔｔｈｒｅｆを達成するための熱機関の応答性を示す、熱機関の時定数に用いられる記号がτであるとき（τはτｍｉｎとτｍａｘの間の範囲にある）、この定数は以下のように表すことができる。
0006701102.tif 000005
【００１８】
トランスミッションの運動学的モードに関わらず、「等価慣性」または「熱機関に関する慣性」Ｊｅｑ−ｅｍ、及び等価抵抗トルクＴｅｑｒｅｓの概念を導入することによって、パワートレインの全体的な慣性を熱機関に帰着させることができる。
【００１９】
トランスミッションの駆動トルクと抵抗トルクの合計に対して適用される力学の基本原理は、
0006701102.tif 000006
、で表すことができ、このとき（α）と（β）は、熱機関シャフトと車輪との間のステップダウンギア比に依存する。βは、具体的には車両のギアボックスとアクスルアセンブリとの間のステップダウンギア比に依存する。
【００２０】
このタイプの関係式から、熱機関に関するトランスミッションの等価慣性の値Ｊｅｑ−ｔｈを決定することが可能である。等価抵抗トルクは、車輪に適用される抵抗トルクＴｒｒｅｓ、または機関もしくはモータの抵抗トルクであってよい。この等式から、本発明は、熱機関の推定速度ω＾ｔｈ、熱機関によって適用されるトルクＴｈの推定値Ｔ＾ｔｈ、及びＴ＾ｔｈの「頑健性」を保証する等価抵抗トルクＴ＾ｅｑｒｅｓの推定値Ｔ＾ｅｑｒｅｓを明らかにすることが可能な、「観測器」を再構成することを提案する。
【００２１】
この方法は、図１に示されている。本発明は、車両の車輪に向けられる熱機関トルクＴｔｈ及び電気トルクＴｍを一緒にまたは別々に供給する、熱機関と電気機械とを少なくとも備える車両のハイブリッドトランスミッションの、熱機関のトルクを推定することを可能にする。出力信号ω＾ｔｈ、Ｔ＾ｔｈ、Ｔ＾ｅｑｒｅｓは、総トルクの推定値Ｔ＾ｔｈｔｏｔと共に図１で見ることができる。熱機関のトルクの推定値は、Ｔ＾ｔｈｔｏｔとＴ＾ｅｑｒｅｓとの代数和である。これらの推定値は、観測器によって用いられる、熱機関の速度の測定値ωｔｈ、熱機関のトルク指令の値Ｔｔｈｒｅｆ、及び電気機械のトルク値Ｔｅｍ、の３つの値のみから生み出される。
【００２２】
較正される必要があるゲインは、Ｍ０、Ｍ１、ｋ１及びｋ２である。第１のゲインＭ０即ち「ドリフト補償」には、積α．Ｔｅｍに加算されるべき差（ωｔｈ−ω^ｔｈ）の符号が割り当てられる。機関の速度の推定値ω^ｔｈにループ補正を与えるため、この合計は積分される。ループ補正は、この積分値と等価慣性Ｊｅｑ−ｔｈの逆数との積によって行われる。（ωｔｈ−ω^ｔｈ）の符号が割り当てられた項Ｍ０は、ゲインｋ１の逆数によって乗じられる。この積が積分され、次いで積分ｘ１の結果によって補正される。要約すると、機関の速度の推定値ω^ｔｈは、積α．Ｔｅｍと、差ωｔｈ−ω^ｔｈの符号を割り当てられたゲインＭ０の較正値との合計を積分することによって、機関の速度の測定値ωｍから得られる。
【００２３】
第２のゲインＭ１には、ｘ１の符号が課される。第２のゲインＭ１は、後続のステップでトルク推定値Ｔ^ｔｈｔｏｔ、Ｔ^ｔｈ、及びＴ^ｅｑｒｅｓを計算するのに用いられる。積分を通じて総トルクの推定値Ｔ^ｔｈｔｏｔを得るため、トルク指令値Ｔｔｈｒｅｆに項Ｍ１．ｓｉｇｎ（ｘ１）が加算される。これにゲインｋ２の逆数と、機関の時定数τの逆数とを連続して乗算した後、二重積分が行われる。等価抵抗トルクの推定値Ｔ^ｅｑｒｅｓは、この結果に上記のパラメータβの逆数を乗算することによって得られる。図に示されるとおり、熱機関トルクの推定値Ｔ^ｔｈは、総トルクの推定値Ｔ^ｔｈｔｏｔと、等価抵抗トルクの推定値Ｔ^ｅｑｒｅｓとの合計である。
【００２４】
こうして、提案されるこのトルクの推定方法は、
−  熱機関の速度ω^ｔｈ、総適用トルクＴ^ｔｈｔｏｔ、及び等価抵抗トルクＴ^ｅｑｒｅｓを推定することを含む第１フェーズ、及び
−  総適用トルクＴ^ｔｈｔｏｔ及び等価抵抗トルクＴ^ｅｑｒｅｓから、熱機関に適用されるトルクＴ^ｔｈを推定することを含む第２フェーズ、の２つの主なフェーズに分解される。
【００２５】
熱機関の速度ω^ｔｈ、総適用トルクＴ^ｔｈｔｏｔ、及び等価抵抗トルクＴ^ｅｑｒｅｓを推定するために、観測器は、熱機関の速度の測定値ωｔｈ、トルク指令値Ｔｔｈｒｅｆ、及び電気機械トルクＴｅｍのみを用意する。
【００２６】
第２ステップでは、等価抵抗トルクＴ^ｅｑｒｅｓがパラメータβによって乗算される。
【００２７】
結論として、本発明は、熱機関またはハイブリッドのパワートレインを装備した車両の、トルクを推定する頑健な方法を提案する。観測器によって、熱機関に適用されるトルクＴ^ｔｈ、総適用トルクＴ^ｔｈｔｏｔ、及び等価抵抗トルクＴ^ｅｑｒｅｓを推定することが可能になる。この推定によって、２つのシャフトが連結（トルクの再適用またはトルクの切替）される次のステップが透過的になることができ、それによってトルク曲線の急な変動が大幅に減少する。本方法は、とりわけ、２本のシャフトを熱機関によって同期しながら、いかに良くトルク曲線を辿ることができるかに関して、より良い制御を行うことを可能にする。最後に、速度の推定値ω^ｔｈの速度の測定値ωｔｈへの収束は、慣性、アクチュエータの応答時間、または生じ得るあらゆる遅滞といった、本システムのパラメータの変動には、あまり影響されない。このため、この観測器は特に頑健である。
【図１】
0006701102.tif 000008