(57)【要約】  自動車のパワートレイン（１）を制御するこの方法は、トルクを第２の主要シャフトから第１の主要シャフトに切り替える第１の段階（Ｐ１）と、電気式変速装置入力比を係脱する第２の段階（Ｐ２）と、主要電気機械の回転速度（ωｍｅｐ）を同期させる第３の段階（Ｐ３）と、電気式変速装置出力比を係合する第４の段階（Ｐ４）と、トルクを第１の主要シャフトから第２の主要シャフトに切り替える第５の段階（Ｐ５）とを含む。第１の段階は、目標電力値（Ｐｉｃｅ＿ｃｉｂｌｅ＿ｅ０３）を計算する第１のステップ（Ｅ０３）と、内燃機関によって送達される電力（Ｐｉｃｅ）を目標値まで増加させる第２のステップ（Ｅ０４）とを含み、目標値は、第２のステップの終了時に、主要電気機械によって送達される電力（Ｐｍｅｐ）を補助電気機械によって送達される電力（Ｐｈｓｇ）の増加によって完全に補償することができるように決定される。【選択図】図３
2020536013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）と、主要電気機械（３）と、補助電気機械（４）と、少なくとも１つのドグギアボックスとを備え、前記ドグギアボックスが、前記内燃機関および前記補助電気機械に機械的に接続された第１の主要シャフト（５）と、前記主要電気機械に機械的に接続された第２の主要シャフト（６）と、補助シャフト（７）とを備える、自動車のパワートレイン（１）を制御するための方法であって、トルクを前記第２の主要シャフトから前記第１の主要シャフトに切り替える第１の段階（Ｐ１）と、入力比に対して電気式変速装置比を係脱する第２の段階（Ｐ２）と、前記主要電気機械の回転速度（ωｍｅｍ）を同期させる第３の段階（Ｐ３）と、出力比に対して前記電気式変速装置比を係合する第４の段階（Ｐ４）と、トルクを前記第１の主要シャフトから前記第２の主要シャフトに切り替える第５の段階（Ｐ５）とを含み、前記第１の段階が、第１の目標電力値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３）を計算する第１のステップ（S０３）と、前記内燃機関によって送達される電力（Ｐｉｃｅ）を前記第１の目標値まで増加させる第２のステップ（Ｓ０４）とを含み、前記第１の目標値が、前記第２のステップの終了時に、前記主要電気機械によって送達される電力（Ｐｍｅｍ）を前記補助電気機械によって送達される電力（Ｐｈｓｇ）の増加によって完全に補償することができるように決定される、方法。
【請求項２】
前記第２のステップ（Ｓ０４）中、前記主要電気機械によって送達される電力（Ｐｍｅｍ）が低減され、前記主要電気機械によって送達される電力の低減率が、前記内燃機関によって送達される電力（Ｐｉｃｅ）の増加率に実質的に等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のステップ（Ｓ０３）中、前記補助電気機械によって送達することができる追加の電力（Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ）も決定され、決定された前記追加の電力（Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ）が、比の変更が要求されない場合に前記主要電気機械によって生成される電力（Ｐｍｅｍ＿ｎｏ）よりも厳密に少ない場合にのみ、前記第２のステップ（Ｓ０４）が実現される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のステップ（Ｓ０３）中、前記第１の目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３）が、式
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３＝Ｐｍｅｍ＿ｎｏ＋Ｐｉｃｅ＿ｎｏ−Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ
を適用することによって決定され、
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３が前記第１の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｎｏが、比の変更が要求されない場合に前記主要電気機械によって生成される電力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｎｏが、比の変更が要求されない場合に前記内燃機関によって生成される電力を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔが、前記補助電気機械によって送達することができる前記追加の電力を表す、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のステップ（Ｓ０４）中、前記内燃機関からの前記トルク（Ｔｉｃｅ）が、前記内燃機関からの前記トルクの最大増加率（Ｒｔｉｃｅ＿ｍａｘ）に等しい増加率で増加される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の段階（Ｐ１）が、前記内燃機関によって送達される電力の第２の目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）と、前記主要電気機械によって送達される電力の第３の目標値（Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）と、前記補助電気機械によって送達される電力の第４の目標値（Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）とを計算する第３のステップ（Ｓ０６、Ｓ０８）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第３のステップ（Ｓ０６）中、式
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｈｓｇ＿ｍａｘ、および、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝０
を適用することによって、前記目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６）が決定され、
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６が前記第２の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６が前記第３の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６が前記第４の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｍａｘが、前記補助電気機械によって供給することができる最大機械力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３が前記第１の目標値を表す、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第３のステップ（Ｓ０８）中、式
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝ｍｉｎ（Ｐｉｃｅ＿ｍａｘ，Ｐｉｃｅ＿ｎｏ＋Ｐｍｅｍ＿ｎｏ）
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝０、および、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝Ｐｗｈｅｅｌ−Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８
を適用することによって、前記目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）が決定され、
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８が前記第２の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８が前記第３の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８が前記第４の目標値を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｎｏが、比の変更が要求されない場合に前記内燃機関によって生成される電力を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｎｏが、比の変更が要求されない場合に前記主要電気機械によって生成される電力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｍａｘが、前記内燃機関によって供給することができる最大機械力を表し、
Ｐｗｈｅｅｌｓが、前記パワートレインによって車輪に供給される電力セットポイントを表す、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第３のステップ（Ｓ０６、Ｓ０８）中、前記第２の目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）、前記第３の目標値（Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）、および前記第４の目標値（Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）が、連立方程式を実現することによって決定され、前記連立方程式が少なくとも２つの異なる連立方程式から選択され（Ｓ０５）、前記連立方程式の前記選択が、車両の蓄電池の充電状態および前記内燃機関の最大雑音レベルから選択される、少なくとも１つの基準に応じて実現される、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の段階（Ｐ１）が、前記内燃機関、前記主要電気機械、および前記補助電気機械によって送達される電力（Ｐｉｃｅ、Ｐｍｅｍ、Ｐｈｓｇ）をそれぞれ、前記第２、第３、および第４の目標値（Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８）に調節する第４のステップ（Ｓ０７、Ｓ０９）を含み、前記第４のステップ（Ｓ０７、Ｓ０９）中、前記主要電気機械によって送達される電力（Ｐｍｅｍ）が、前記主要電気機械からの前記トルクの最大低減率（Ｒｔｉｃｅ＿ｍａｘ）に等しい変化率で低減される、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアクチュエータ（燃焼機関および電気機械）からのトルクを組み合わせて、差動装置を用いて異なる伝達比で、車両の車輪に向けるギアボックスを含む、電気自動車またはハイブリッド自動車のパワートレイン（ＰＴ）の自動変速装置の制御に関する。
【０００２】
より詳細には、内燃機関と、主要電気機械と、補助電気機械と、少なくとも１つのドグギアボックスとを備え、ドグギアボックスが、内燃機関および補助電気機械に機械的に接続された第１の主要シャフトと、主要電気機械に機械的に接続された第２の主要シャフトと、補助シャフトとを備える、自動車のパワートレインを制御する方法に関する。
【０００３】
本発明は、特に、同期装置を用いずに制御される結合システムによって比の係合および係脱が実施され、シャフト上において軸線方向で移動可能な「ジョークラッチ」としても知られるドグ歯または平歯を有する、このタイプのパワートレインに関する。ドグは、シャフト上で自由に回転する軸線方向で固定されたギアホイールに向かって、制御フォークを用いて制御される。可動のドグをギアホイール上で係合することによって、係合された伝達比でトルクを車輪に伝達するために、シャフトとギアホイールとが結合する。
【背景技術】
【０００４】
ＦＲ  ３  ００７  ６９６は、参照文献であり、２つのシャフトと、主要機械および補助機械を含む２つの電気機械とを有する、ハイブリッド変速装置アーキテクチャについて記載している。変速装置は、３つの特定のドグ結合システムを使用する。装置は、手動ギアボックスと類似の機械的挙動を有するロボットギアボックスである。比の変更は、ドグの係合および係脱を可能にする作動システムを使用して、自動的に行われる。
【０００５】
かかるアーキテクチャを用いて、第１の主要シャフトのみが補助シャフトに機械的に接続される、燃焼機関のみの比と、第２の主要シャフトのみが補助シャフトに機械的に接続される、電気のみの比と、第１および第２の主要シャフト両方が補助シャフトに機械的に接続される、ハイブリッド比とを係合することが可能である。ハイブリッド比の場合、燃焼機関比は、第１の主要シャフトと補助シャフトとの間の機械的接続に対応し、電気式変速装置比は、第２の主要シャフトと補助シャフトとの間の機械的接続に対応する。
【０００６】
ユーザが、ハイブリッド入力比がハイブリッド出力比を係合したままにしたい場合、入力比および出力比は異なる電気式変速装置比を有するので、以下の方法が実現される。第一に、トルクが第２の主要シャフトから第１の主要シャフトに切り替えられる。第２の主要シャフトからのトルクがゼロのとき、入力比に対する電気式変速装置比が係脱される。次に、出力比に対して電気式変速装置比を係合する後続の段階に備えるために、主要電気機械の回転速度が同期される。この係合が完了すると、トルクが第１の主要シャフトから第２の主要シャフトに切り替えられる。
【０００７】
トルクを第２の主要シャフトから第１の主要シャフトに切り替えるのに、一般に使用される解決策は、主要電気機械からのトルクを低減することと、同時に内燃機関からのトルクを増加させることとから成る。しかしながら、かかる解決策は完全に満足がいくものではない。主要電気機械からのトルクは非常に迅速に減少させることができるが、内燃機関からのトルクは同様に迅速に増加させることができない。主要電気機械によって送達されるトルクを可能な限り迅速に低減させた場合、補助シャフトに供給されるトルクが減少する。これにより、加速のフラットスポット、ジョルトまたはジャーク、減速、「ノーズダイブ」現象など、ユーザが不快に感じる恐れがある減少が発生する。
【０００８】
これらの不快感を回避するため、内燃機関からのトルクの最大増加率の関数として、主要電気機械からのトルクの低減速度を制限するように決定することができる。しかしながら、ギア比変更時間が増加する。
【０００９】
トルクを第２の主要シャフトから第１の主要シャフトに切り替える別の解決策は、補助電気機械からのトルクを増加させることによって、主要電気機械からのトルクの低減を補償することから成る。しかしながら、一般に、補助電気機械が送達する機械力は主要電気機械よりも少ない。これらの条件下では、補助電気機械は主要電気機械からのトルクを補償することができない。そのため、トルクのフラットスポットが生じ、車両のユーザには不快感として受け取られる。
【発明の概要】
【００１０】
上記に鑑みて、本発明は、上述の欠点を克服する自動車のパワートレインの制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
より詳細には、本発明は、ハイブリッド入力比と、ハイブリッド入力比とは異なる電気式変速装置比を有するハイブリッド出力比との間で、ギア比を変更できるようにし、比の変更時間が最小限であり、車両のユーザが感じる不快感が極力少なくなることを目的とする。
【００１２】
この目的のため、内燃機関と、主要電気機械と、補助電気機械と、少なくとも１つのドグギアボックスとを備え、ドグギアボックスが、内燃機関および補助電気機械に機械的に接続された第１の主要シャフトと、主要電気機械に機械的に接続された第２の主要シャフトと、補助シャフトとを備える、自動車のパワートレインを制御する方法であって、トルクを第２の主要シャフトから第１の主要シャフトに切り替える第１の段階と、入力比に対して電気式変速装置比を係脱する第２の段階と、主要電気機械の回転速度を同期させる第３の段階と、出力比に対して電気式変速装置比を係合する第４の段階と、トルクを第１の主要シャフトから第２の主要シャフトに切り替える第５の段階とを含む、方法が提案される。
【００１３】
この方法の一般的特徴によれば、第１の段階は、目標電力値を計算する第１のステップと、内燃機関によって送達される電力を第１の目標値まで増加させる第２のステップとを含み、第１の目標値は、第２のステップの終了時に、主要電気機械によって送達される電力を補助電気機械によって送達される電力の増加によって完全に補償することができるように決定される。
【００１４】
このように、この場合は、加速のフラットスポットなどの不快感の発生を回避する第１の低速ダイナミクスと、比の変更時間を制限する第２の高速ダイナミクスとの、２つの異なる切替えダイナミクスに従って、主要電気機械からのトルクは相殺され補償される。
【００１５】
特定の実施形態によれば、第２のステップ中、主要電気機械によって送達される電力は低減され、主要電気機械によって送達される電力の低減率は、内燃機関によって送達される電力の増加率に実質的に等しい。
【００１６】
有利には、第１のステップ中、補助電気機械によって送達することができる追加の電力も決定され、第２のステップは、前記決定された追加の電力が、比の変更が要求されない場合に主要電気機械によって生成される電力よりも厳密に少ない場合にのみ実現される。
【００１７】
かかる実施形態により、第２の主要シャフトからのトルクの相殺を補助電気機械によって完全に補償できる場合、内燃機関からのトルクの制御は修正されない。このように、加速のフラットスポットの発生を防止しながら、比の変更時間が可能な限り制限される。
【００１８】
有利には、第１のステップ中、次式を適用することによって第１の目標値が決定される。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３＝Ｐｍｅｍ＿ｎｏ＋Ｐｉｃｅ＿ｎｏ−Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３は第１の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｎｏは、比の変更が要求されない場合に主要電気機械によって生成される電力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｎｏは、比の変更が要求されない場合に内燃機関によって生成される電力を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔは、補助電気機械によって送達することができる追加の電力を表す。
【００１９】
一実施形態では、第２のステップ中、内燃機関からのトルクは、内燃機関からのトルクの最大増加率に等しい増加率で増加される。
【００２０】
また、前記第１の段階に対して、内燃機関によって送達される電力の第２の目標値と、主要電気機械によって送達される電力の第３の目標値と、補助電気機械によって送達される電力の第４の目標値とを計算する、第３のステップを含めることができる。
【００２１】
この第３のステップを通して、第２の主要シャフトからの残りのトルクを補償する方法が提供される。
【００２２】
一実施形態では、前記第３のステップ中、次式を適用することによって目標値が決定される。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｈｓｇ＿ｍａｘ、および、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝０
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６は第２の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６は第３の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６は第４の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｍａｘは、補助電気機械によって供給することができる最大機械力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３は第１の目標値を表す。
【００２３】
かかる実施形態によって、比の変更中に内燃機関によって引き起こされる、雑音、燃料消費、および汚染物質排出を制限することが可能になる。
【００２４】
別の実施形態では、前記第３のステップ中、次式を適用することによって目標値が決定される。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝ｍｉｎ（Ｐｉｃｅ＿ｍａｘ，Ｐｉｃｅ＿ｎｏ＋Ｐｍｅｍ＿ｎｏ）
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝０、および、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝Ｐｗｈｅｅｌ−Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８
式中、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８は第２の目標値を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８は第３の目標値を表し、
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８は第４の目標値を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｎｏは、比の変更が要求されない場合に内燃機関によって生成される電力を表し、
Ｐｍｅｍ＿ｎｏは、比の変更が要求されない場合に主要電気機械によって生成される電力を表し、
Ｐｉｃｅ＿ｍａｘは、内燃機関によって供給することができる最大機械力を表し、
Ｐｗｈｅｅｌｓは、パワートレインによって車輪に供給される電力セットポイントを表す。
【００２５】
かかる実施形態では、パワートレインの電気機械に電力供給する電気エネルギー貯蔵電池の充電状態が保存される。
【００２６】
有利には、第３のステップ中、第２の目標値、第３の目標値、および第４の目標値は、連立方程式を実現することによって決定され、前記連立方程式は少なくとも２つの異なる連立方程式から選択され、連立方程式の選択は、車両の蓄電池の充電状態および内燃機関の最大雑音レベルから選択される、少なくとも１つの基準に応じて実現される。
【００２７】
かかる連立方程式の選択を通して、第２の主要シャフトからの残りのトルクを補償するときに、運転者の要件が考慮に入れられる。
【００２８】
有利には、第１の段階は、内燃機関、主要電気機械、および補助電気機械によって送達される電力をそれぞれ、第２、第３、および第４の目標値に調節する第４のステップを含み、第４のステップ中、主要電気機械によって送達される電力は、主要電気機械からのトルクの最大低減率に等しい変化率で低減される。
【００２９】
本発明の更なる目的、特徴、および利点は、添付図面を参照して、単に非限定例として与えられる以下の説明を読むことで明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ハイブリッドパワートレインアーキテクチャの単純化した例を示す図である。
【図２】図１のパワートレインのギアボックスのギアシフト曲線を示す図である。
【図３】本発明による制御方法の一実施形態を示す図である。
【図４】図３の方法中に図１のパワートレインの要素によって送達されるトルクの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、３つのシャフトと２つの電気機械とを有し、３つのドグ結合システムを使用するハイブリッドパワートレイン（ＰＴ）１のブロック図である。その動作は引用文献によって例証されている。パワートレイン１は、この場合は内燃機関２（ＩＣＥ）、主要電気機械３（ＭＥＭ）、および補助電気機械４またはハイブリッドスタータジェネレータ（ＨＳＧ）である、３つのアクチュエータを含む。パワートレイン１は、エンジン２に接続された中実の主要シャフト５と、主要電気機械３に接続された中空の主要シャフト６と、補助シャフト７と、補助電気機械４に接続されたカウンタシャフト８とを備える。比は、機械的同期装置を用いず、ドグカプラーＣ１、Ｃ２、Ｃ３によって係合される。ギアボックスは、エンジン２、主要電気機械３、および補助電気機械４からのトルクを補助シャフト７上で組み合わせ、車両の車輪に向ける。比の変更は、中実の主要シャフト５、補助シャフト６、およびカウンタシャフト８にそれぞれ配置された３つのドグカプラーＣ１、Ｃ２、Ｃ３の制御下で行われる。主要カプラーＣ１として知られる、中実の主要シャフト５上に配置された第１のカプラーによって、右側の長い燃焼機関変速装置比ＩＣＥ４を係合し、左側の２つの主要シャフトを結合することが可能になる。補助カプラーＣ２として知られる、補助シャフト上に配置された第２のカプラーによって、２つの電気式変速装置比ＥＶ１およびＥＶ２を係合することが可能になる。伝達カプラーＣ３として知られる、カウンタシャフト８上に配置された第３のカプラーによって、補助電気機械からのトルクを補助シャフト７（右側）上に、または中空の主要シャフト６（左側）上に伝達することが可能になる。
【００３２】
ボックスは、主要電気機械３から起こる移動に対する２つの電気式変速装置比ＥＶ１およびＥＶ２と、補助電気機械４および内燃機関２から成るアセンブリから起こる移動に対する４つの燃焼機関変速装置比ＩＣＥ１、ＩＣＥ２、ＩＣＥ３、およびＩＣＥ４とを有する。それらを組み合わせることによって、ボックスは１５のギア比を有することが可能になる。各ギア比は、車両の移動速度の関数として、最大の力を車輪に伝達する。例として、図２は、ギア比のいくつかに関するギアシフト曲線を示している。車両の移動速度Ｖはキロメートル／時単位で表される。２つの電動ギア（ＺＥＶ１およびＺＥＶ２）と、Ｈｙｂ２１、Ｈｙｂ２２、Ｈｙｂ３２、Ｈｙｂ４２としてそれぞれ知られる４つのハイブリッドギアとに関して、速度の関数としての車輪における最大力Ｆがニュートン（Ｎ）単位で表される。最初の桁はギアボックス燃焼機関変速装置比を示す。次の桁はギアボックス電気式変速装置比を示す。
【００３３】
図３は、図１のパワートレインを制御するように実現することができる方法の一例の模式図である。図３の方法は、入力ギア比から出力ギア比へのギア比変更中に実現されることが意図される。より具体的には、入力ギア比および出力ギア比は、異なる電気式変速装置比をそれぞれ有する、ギアボックスの２つのハイブリッド比である。換言すれば、（入力比、出力比）の対は、（Ｈｙｂ２１，Ｈｙｂ２２）および（Ｈｙｂ２２，Ｈｙｂ２１）であることができる。例えば、方法の以下の説明は、入力比Ｈｙｂ２１から出力比Ｈｙｂ２２へのギア比変更に対して与えられる。
【００３４】
方法の初期状態では、パワートレイン１のギアボックスはギア比Ｈｙｂ２１で係合される。換言すれば、燃焼機関変速装置比ＩＣＥ２および電気式変速装置比ＥＶ１が係合される。
【００３５】
常に、
ωｉｃｅは内燃機関２の回転速度を表し、
ωｍｅｍは主要電気機械３の回転速度を表し、
ωｈｓｇは補助電気機械４の回転速度を表し、
ω７は補助シャフト７の回転速度を表し、
Ｔｉｃｅは内燃機関２によって送達されるトルクを表し、
Ｔｍｅｍは主要電気機械３によって送達されるトルクを表し、
Ｔｈｓｇは補助電気機械４によって送達されるトルクを表し、
Ｔ７は補助シャフト７上のトルクを表し、
Ｐｉｃｅは内燃機関２からの電力を表し、
Ｐｍｅｍは主要電気機械３からの電力を表し、
Ｐｈｓｇは補助電気機械４からの電力を表し、
Ｐ７は補助シャフト７によって受け取られる電力を表す。
【００３６】
方法は、２つの異なる電気式変速装置比をそれぞれ有する、入力ハイブリッド比から出力ハイブリッド比にギア比を変更する、命令の検出を初期化する段階Ｐ０を含む。図示される例では、入力比Ｈｙｂ２１から出力比Ｈｙｂ２２にギア比を変更する命令が検出される。かかる命令が検出されない場合、段階Ｐ０は周期的に繰り返される。この命令が検出されると、段階Ｐ１が適用される。
【００３７】
段階Ｐ１の目的は、電気式変速装置比ＥＶ１を係脱する目的で、トルクをシャフト６からシャフト５に切り替えることである。
【００３８】
段階Ｐ１は、利用可能な機械力Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔを計算する第１のステップＳ０１を含む。力Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔは、方法の初期状態で既に供給された機械力に対して、補助電気機械４によって供給することができる追加の電力に対応する。電力は、次式を適用することによって計算される。
Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ＝Ｐｈｓｇ＿ｍａｘ−Ｐｈｓｇ＿ｎｏ      （１）
式中、Ｐｈｓｇ＿ｍａｘは、補助電気機械４によって送達することができる最大機械力、Ｐｈｓｇ＿ｎｏは、比の変更なしに補助電気機械４によって生成される電力である。換言すれば、電力Ｐｈｓｇ＿ｎｏは、初期化段階Ｐ０の終了直前の補助電気機械４の電力セットポイントに対応する。
【００３９】
段階Ｐ１は、比の変更なしの主要電気機械３の電力Ｐｍｅｍ＿ｎｏが電力Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔよりも少ないか否かが判定される、第２の試験ステップＳ０２を含む。換言すれば、ステップＳ０２中、初期状態で主要電気機械３によって送達される機械力を、補助電気機械４によって送達される追加の電力によって完全に補償できるか否かが判定される。
【００４０】
Ｐｍｅｍ＿ｎｏ＞Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔの場合、後続のステップＳ０３が実現される。Ｐｍｅｍ＿ｎｏ≦Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔの場合、方法はステップＳ０５に直接移る。
【００４１】
ステップＳ０３の目的は、パワートレイン１のアクチュエータの目標電力の三重項を計算することである。より詳細には、ステップＳ０３中、エンジン２の目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３、主要電気機械３の目標電力Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３、および補助電気機械４の目標電力Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３が決定される。これらの電力は、次式を実現することによって計算される。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３＝Ｐｍｅｍ＿ｎｏ＋Ｐｉｃｅ＿ｎｏ−Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ      （２）
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３＝Ｐｈｓｇ＿ｐｏｔ      （３）
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３＝Ｐｈｓｇ＿ｎｏ      （４）
式中、Ｐｉｃｅ＿ｎｏは、比の変更なしの内燃機関２からの電力を表す。
【００４２】
次に、トルクＴｉｃｅおよびＴｍｅｍを修正するステップＳ０４が実現される。トルクＴｉｃｅは、電力Ｐｉｃｅが目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３に向かって収束するように修正される。同様に、また同時に、トルクＴｍｅｍは、電力Ｐｍｅｍが目標電力Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３に向かって収束するように修正される。より具体的には、トルクＴｉｃｅおよびＴｍｅｍは次式のように制御される。
2020536013.tif 000003
式中、ＲＥＶ１は電気式変速装置比ＥＶ１を表し、ＲＩＣＥ２は燃焼機関変速装置比ＩＣＥ２を表す。
【００４３】
ステップＳ０４中、トルクＴｉｃｅの増加率は次式のように定義される。
2020536013.tif 000004
式中、Ｒｔｉｃｅ＿ｍａｘは内燃機関２のトルクの最大増加率である。この比率は、内燃機関２の動作ポイントの関数としての比率Ｒｔｉｃｅ＿ｍａｘの値が記憶される、マップ（図示せず）を使用して取得することができる。
【００４４】
このように、内燃機関２からのトルクの増加による、シャフト６からのトルクの相殺に対する補償は、ステップＳ０４で始まる。式（２）、（３）、および（４）による目標の選択、ならびに式（５）および（６）による制御によって、加速のフラットスポットの発生を防止しながら、ステップＳ０４の持続時間が最小限に抑えられる。
【００４５】
トルクＴｉｃｅの増加およびトルクＴｍｅｍの低減に続いて、電力Ｐｉｃｅが目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３に達し、電力Ｐｍｅｍが目標電力Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３に達していれば、ステップＳ０４は完了である。
【００４６】
次に、パワートレイン１の動作モードを判定するステップＳ０５が適用される。ステップＳ０５中、パワートレイン１が第１の動作モードに従って動作していると判定された場合、ステップＳ０６が適用される。パワートレイン１が第２の動作モードに従って動作していると判定された場合、ステップＳ０８が適用される。
【００４７】
ステップＳ０６中、パワートレイン１のアクチュエータにおける目標電力の第２の三重項が計算される。より詳細には、ステップＳ０６中、エンジン２の目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、主要電気機械３の目標電力Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、および補助電気機械４の目標電力Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６が決定される。これらの電力は、次式を実現することによって計算される。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０３      （７）
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝Ｐｈｓｇ＿ｍａｘ      （８）
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６＝０      （９）
【００４８】
次に、トルクＴｉｃｅ、Ｔｍｅｍ、およびＴｈｓｇを修正するステップＳ０７が実現される。ステップＳ０４と同じく、トルクＴｉｃｅ、Ｔｍｅｍはそれぞれ、電力Ｐｉｃｅ、Ｐｍｅｍがそれぞれ、Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６に向かってそれぞれ収束するように修正される。
【００４９】
ステップＳ０７中、トルクＴｍｅｍおよびＴｉｃｅの低減率は次式のように定義される。
2020536013.tif 000005
2020536013.tif 000006
式中、Ｒｔｍｅｍ＿ｍａｘは、主要電気機械３からのトルクの最大低減率である。
【００５０】
トルクＴｉｃｅ、Ｔｍｅｍ、およびＴｈｓｇが、電力Ｐｉｃｅ、Ｐｍｅｍ、およびＰｈｓｇがそれぞれ目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６、およびＰｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０６に達しているように修正されていれば、ステップＳ０７は完了である。
【００５１】
ステップＳ０８およびＳ０９はそれぞれ、ステップＳ０６およびＳ０７と類似している。ステップＳ０８は、パワートレイン１のアクチュエータにおける目標電力の第３の三重項が次式を適用することによって計算される点で、ステップＳ０６と異なる。
Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝ｍｉｎ（Ｐｉｃｅ＿ｍａｘ，Ｐｉｃｅ＿ｎｏ＋Ｐｍｅｍ＿ｎｏ）      （１２）
Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿Ｓ０８＝０      （１３）
Ｐｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８＝Ｐｗｈｅｅｌ−Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８      （１４）
式中、Ｐｉｃｅ＿ｍａｘは、内燃機関２によって供給することができる最大機械力を表し、Ｐｗｈｅｅｌｓは、パワートレイン１によって車輪に供給される電力セットポイントを表す。
【００５２】
トルクＴｉｃｅ、Ｔｍｅｍ、およびＴｈｓｇの変更に続いて、電力Ｐｉｃｅ、Ｐｍｅｍ、およびＰｈｓｇがそれぞれ目標電力Ｐｉｃｅ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、Ｐｍｅｍ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８、およびＰｈｓｇ＿ｔａｒｇｅｔ＿ｓ０８に達していれば、ステップＳ０９ｊは完了である。
【００５３】
ステップＳ０７およびＳ０９の一方が完了すると、段階Ｐ１は完了する。段階Ｐ１の終了時、中空の主要シャフト６におけるトルクＴｍｅｍはゼロである。
【００５４】
次に、電気式変速装置比ＥＶ１を係脱する段階Ｐ２が適用される。この段階中、カプラーＣ２は、伝達比ＥＶ１を発生させるアイドルギアのクラッチングが解除されるように操作される。段階Ｐ２の終了時、シャフト６はシャフト７から機械的に分離される。
【００５５】
次に、中空の主要シャフト６を同期する段階Ｐ３が適用される。この段階中、主要電気機械３に対する電源は、速度ωｍｅｍが電気式変速装置比ＥＶ２によって低減される速度ω７と同期されるように修正される。
ωｍｅｍ＝ＲＥＶ２・ω７      （１５）
式中、ＲＥＶ２は電気式変速装置比ＥＶ２である。
【００５６】
次に、電気式変速装置比ＥＶ２を係合する段階Ｐ４が実現される。この段階中、ドグカプラーＣ２は、電気式変速装置比ＥＶ２に対応するアイドルギアのクラッチングが始動されるように操作される。段階Ｐ４の終了時、ギアボックスはハイブリッド比Ｈｙｂ２２で係合される。
【００５７】
次に、シャフト５からシャフト６にトルクを切り替える段階Ｐ５が実現される。このように、パワートレイン１はギア比変更の出力に向かって制御される。段階Ｐ５の終了時、方法が完了する。
【００５８】
図４は、図３の方法中における時間ｔの関数としてのトルクＴｉｃｅ、Ｔｍｅｍ、およびＴｈｓｇの変化の模式図である。
【００５９】
図４のグラフにおいて、時間ｔ０は初期化段階Ｐ０の終了時間に対応する。時間ｔ１は段階Ｐ１のステップＳ０４の終了時間に対応する。時間ｔ２は段階Ｐ２の終了時間に対応する。時間ｔ３は段階Ｐ４の終了時間に対応する。それに加えて、図４に示される実施形態のステップＳ０５中に選択された動作モードは、第２の動作モードである。
【００６０】
図４で分かるように、トルクＴｉｃｅおよびＴｈｓｇは、トルクＴｍｅｍの低減に応答して増加する。伝達比ＲＥＶ１とＲＩＣＥ２との間の差によって、トルクＴｉｃｅおよびＴｈｓｇの増加はトルクＴｍｅｍの低減を完全に補償する。結果として、電力Ｐ７およびトルクＴ７は、段階Ｐ１中は実質的に一定のままであったので、車両のユーザは加速のフラットスポットを感じていないはずである。更に、目標のいくつかの三重項を計算するステップＳ０３、S０６、およびS０８によって、必要なときにトルクをシャフト６からシャフト５に切り替える、異なるダイナミクスを実現することが可能になる。その場合、シャフト６からのトルクに対する相殺および補償は、動作ポイント以下の低速ダイナミクスに従って開始されて、高速ダイナミクスに従ったシャフト６からの残りのトルクに対する相殺および補償の実現を可能にし、次にシャフト６からの残りのトルクがこれらの高速ダイナミクスに従って相殺され補償される。
【００６１】
更に、目標電力は、パワートレイン１の動作モードの選択に応じて決定される。運転者が、燃料効率が良く静音で低公害の運転を望む場合、第１の動作モードを選択する。逆に、運転者が、車両の蓄電池の充電状態を保存したい場合、第２の動作モードを選択する。動作モードの選択は、電池の充電状態、パワートレイン１のアクチュエータの動作ポイント、パワートレインによって放出される許容可能な雑音レベルなど、車両の動作パラメータに基づいて、車両のコンピュータによって実現することもできる。
【００６２】
上記に鑑みて、本発明による方法は、加速のフラットスポットなど、ユーザにとっての不快感が生じるのを防止しながら、ギア比変更時間を最小限に抑えることを可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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