JP2008501095A - 自動車用の自動変速機の、車輪へ加えるトルク設定値の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の運転者の意思を表わし、静的成分（Ｃｓ）と動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）との２つの成分を含む、車輪へ加える元来のトルク設定値信号の作成過程を含んでなる自動車用動力装置の自動変速機制御方法に関する。設定値信号の動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）は、少なくとも３つの別個のフィルタリング領域の範囲を定める、少なくとも２つの所定の閾値に応じてフィルタされる。第１と第３の上記フィルタリング領域においてはｎ次のフィルタが用いられ、第２の上記フィルタリング領域においては、元来のトルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）に最大勾配が適用され、この最大勾配は、所定の入力データに応じて調整可能である。

Description

本発明は、車輪へ加えるトルク設定値の変化に伴う衝撃の制御に関する。

本発明の特に興味ある適用は、自動変速機、特に、ＢＣＩと呼ばれるパルス制御変速機、ＢＶＡと呼ばれる自動制御変速機、ＢＶＲと呼ばれるロボット化変速機、さらに連続可変変速機ＣＶＴ、無限可変変速機ＩＶＴ、ハイブリッド変速機に関する。

自動車の自動変速機は、従来から、特に運転者の意志を解釈する、１または複数のパラメータを受ける制御ブロックを含む。そして、この制御ブロックは、これらのパラメータの値に応じて、自動車の車輪へ加えるトルクを制御するためのトルク設定値を発生する。

また、本出願人の名において出願された文献ＦＲ−Ａ−２ ８２７ ３３９には、自動車用動力装置の動作点の制御装置が記載されている。この制御装置は、ＩＶＣモジュールと呼ばれる、運転者の意志を解釈するためのモジュールを特に有する。ＩＶＣモジュールは、ＯＰＦモジュールと呼ばれる、動力装置の動作点を最適化するブロックへ送られる、車輪へ加えるトルクの設定値を発生する。

このＩＶＣモジュールは、運転者の意志と、自動車の特性と、自動車の環境に応じて、トルク設定値を決定する。

自動車の搭乗者が感じる衝撃は、例えば、加速過程から減速過程への移行の際に符号が変化する、トルク設定値の急変に起因する。この符号の変化は、自動車の乗客に対する急激な揺れ、または運転者に対する衝撃として反映される、動力装置の傾斜運動をもたらす。

実際、多くの動力装置は、自動車の車体上に２つの取り付け点を有する。これらの取り付け点は、自動車が加速中であるか減速中であるかに応じて、動力装置が２つの端の位置の間を動くことを可能にする。加速と減速の過程が繰り返されると、自動変速機の遊びを含む変速機全体の遊びを補償するために、これらの２つの位置の１つへの動力装置の傾斜がもたらされる。この運動は、自動車のシャーシを介して運転者へ伝達される衝撃を発生する。

これらの急激な揺れと衝撃を制限するために、本発明は、自動車の車輪へ加える上記のトルク設定値を適応化することを提案する。

従来技術において、衝撃を緩和し、さらに除去することを試みる修正を実行することを可能にする方法とそれに関連する装置が知られている。これらの方法及び装置は、動力装置の傾斜による衝撃を制限するために、動力装置の動作を制御するパラメータを調整することを提案している。

例えば、文献ＦＲ−２ ６８１ ９０８には、エンジンのトルクの推定モデルと、各ギヤ比についての変速機の推定モデルとに基づいて、内燃エンジンの制御パラメータを修正することが可能な装置が記載されている。この装置は、エンジンのトルクへ加える修正を決定する。

また、ＦＲ−２ ７２４ ４３２には、自動車の振動を修正する方法が記載されている。この方法は、クランクシャフトの角度位置に対して決定された変数に基づいて、エンジンのトルクへ加える修正値を作成することからなる。

これらの２つの装置によってもたらされる修正は、エンジンのトルクに関する。しかしながら、多くの自動車に関して、動力装置の傾斜は、自動車の車輪へ加えるトルクの急激な変化によって特に生じる。自動車の車輪へ加えるトルクの設定値におけるこの変化の領域は、ゼロの値の周辺のエンジンのトルクの変化の領域には必ずしも対応しないことを考えると、衝撃は、このエンジンのトルクに修正を加えることによって最適に制限することはできない。

また、ＧＢ−２ ３６８ ４０６には、動力装置の出力トルクの設定値の符号の変化を制御する方法が記載されている。これは、自動車が所望の速度に達したときに実行される。ＧＢ−２ ３６８ ４０６に記載された制御は、変化に起因する衝撃を回避することを可能にする。
ＦＲ−Ａ−２ ８２７ ３３９ ＦＲ−２ ６８１ ９０８ ＦＲ−２ ７２４ ４３２ ＧＢ−２ ３６８ ４０６

本発明の目的は、上記の３文献に記載された方法とは異なり、あらゆるタイプの変速機とともに機能することが可能な、車輪へ加えるトルク設定値を調整するための制御方法及び制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、自動車用動力装置の自動変速機制御方法を提供する。この制御方法は、自動車の運転者の意思を表わし、静的成分と動的成分との２つの成分を含む、車輪へ加える元来のトルク設定値信号の作成過程を含む。上記設定値信号の上記動的成分は、少なくとも３つの別個のフィルタリング領域の範囲を定める、少なくとも２つの所定の閾値に応じてフィルタされる。第１と第３の上記フィルタリング領域においてはｎ次のフィルタが用いられ、第２の上記フィルタリング領域においては、上記元来のトルク設定値信号の上記動的成分に最大勾配が適用され、上記最大勾配は、所定の入力データに応じて調整可能である。

この方法は、フィルタリングが元来のトルク設定値信号の動的成分の勾配を、到達されたトルクの値に応じて減少させるので、運転者の感覚に対する、動力装置の傾斜に起因する衝撃を制限する。実際には、この制御は、所定の閾値を超えるトルク設定値に基づく。

特に、上記自動車の上記車輪に加えるための上記トルク設定値信号の上記動的成分は、所定の入力データに応じて調整可能で、上記自動車の上記車輪に加えるための上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）の変化の方向に適応化された、所定の閾値に応じてフィルタされる。

１実施の形態においては、各上記フィルタリング領域のフィルタされた上記トルク設定値信号の上記動的成分の最初の値が、先行する上記フィルタリング領域のフィルタされた上記トルク設定値信号の上記動的成分の最後の値によって初期化される。

また本発明は、自動車の運転者の意思に適応化され、静的成分と動的成分との２つの成分を含む、車輪へ加えるトルク設定値信号を発生することが可能な自動車用動力装置の自動変速機制御装置を提供することを目的とする。この制御装置は、上記設定値信号の上記動的成分をフィルタすることが可能なフィルタリングブロックを含む。

本発明の１実施の形態によれば、上記フィルタリングブロックは、上記自動車の上記車輪へ加えるための、上記運転者の上記意思に適応化された、上記トルク設定値信号の上記動的成分を、少なくとも２つの所定の閾値と比較することが可能な手段を含む。また上記フィルタリングブロックは、上記トルク設定値信号の上記動的成分が到達する上記閾値に対応するフィルタリング領域を定めることが可能な手段を含む。

本発明の１実施の形態によれば、上記フィルタリングブロックは、ｎ次のフィルタまたは最大勾配を、適合した上記フィルタリング領域において、元来の上記トルク設定値信号の上記動的成分に適用することが可能な手段を含む。

本発明のその他の特徴及び利点は、本発明の非限定的な実施の形態の詳細な説明と添付図面を検討する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、運転者意志解釈（ＩＶＣ）ブロックの概要図であり、
−図２は、正の値から負の値へのトルクの急変を伴うトルクの動的成分のフィルタリング曲線の例を示す図であり、
−図３は、負の値から正の値へのトルクの急変を伴うトルクの動的成分のフィルタリング曲線の例を示す図である。

図１は、本発明による制御装置の実施の形態の概要を示す。この制御装置は、自動車の車輪へ加えるトルクの設定値を出力することができる。この制御装置は、図１には示さない、自動車の自動変速機の制御ボックスの中に含ませることができる。

図１に示すように、この制御装置は、運転者意志解釈（ＩＶＣ）モジュール２へデータを伝達する入力ブロック１を含む。入力ブロック１は、それぞれ自動車の特性ＣａｒＶに関連するデータを出力するＣａｒＶモジュール３と、運転者の意志ＭＭＩ（マン／マシーン インタフェース）に関連するデータを出力するＭＭＩモジュール４と、自動車の環境ＥＮＶに関連するデータを出力するＥＮＶモジュール５との、別個の３つのモジュールを含む。これらのデータは、それぞれ接続６、７、８を介してＩＶＣモジュール２へ伝達される。これらの様々なデータについては以下に詳細に説明する。

ＩＶＣモジュール２は、トルク設定値の静的成分Ｃｓを発生するブロック（Ｃｓ発生機）９を含む。このトルク設定値の静的成分Ｃｓは、接続１０を介して伝達される。

トルク設定値の静的成分Ｃｓは、運転者が要求することができ、動力装置が直ちに自動車の車輪で使用可能にするべき、将来のトルク設定値であると定義される。これはゆっくり変化する。実際には、これは運転者の瞬時の要求に応えるためのものではなく、所定の時間からの運転者の挙動によって知らされる傾向の反映であるべきである。

また、ＩＶＣモジュール２は、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを発生するブロック１１を含む。

トルク設定値の動的成分は、動力装置が可能な限り速やかに自動車の車輪で使用可能にするべきトルクを示す。

ブロック１１は、運転者の意志に適応化されたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄを発生する第１モジュール（Ｃｄ発生機）１２を含む。トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄは、接続１３を介して、同じくブロック１１に組み込まれたフィルタリングブロック１４へ伝達される。フィルタリングブロック１４は、出力として、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄに相当するが、フィルタリングブロック１４によってフィルタされた、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを発生する。フィルタリングブロック１４は、急変化分を除去するフィルタである。フィルタリングブロック１４によって実行されるフィルタリングは、動力装置の傾斜に関連する衝撃を制限するためのものである。フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄは、接続１５を介して伝達される。

より正確には、入力ブロック１の３つのモジュール、すなわち、ＣａｒＶモジュール３と、ＭＭＩモジュール４と、ＥＮＶモジュール５は、自動車に組み込まれた図示しないセンサから発生する信号に基づいてデータ信号を生成することが可能である。

入力ブロック１の１番目のＣａｒＶモジュール３は、自動車の特性に関するデータを発生することが可能である。このデータは、ユーザに引き渡された自動車の機能を特徴付けるために、メーカによってプログラムされ、メモリに入力される。

２番目のＭＭＩモジュール４は、運転者の意志に関するデータを発生することが可能である。このデータは、運転者の意志を解釈する。これらのデータは、例えば自動車の変速機のギヤシフトレバー、あるいは自動車のブレーキペダルまたはアクセルペダルに対応する信号を含む。

ＥＮＶモジュール５は、自動車の環境に関するデータを発生することが可能である。このデータは、自動車の状態と、環境における自動車の状況を考慮に入れることを可能にする。これらのデータは、例えば自動車の速度、路面状態、天候状態を含む。

これらの３つのモジュールによって伝達される入力データのパラメータの値と変数の状態は、装置の各要素に共通の、図示しないメモリに記憶される。

図２は、図１に示されたフィルタリングブロック１４によってフィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを示す。

トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄは、正のトルクから負のトルクへ変化する。トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄは、時間ｔ_０に時間軸を横切るステップ状の信号でありえる。提案されるフィルタリングは、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄによって到達される値に依存する、特に、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが時間ｔ_０において「０」に接近するときの、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄの急激な変化の影響を制限するための、発展フィルタリング（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）である。

フィルタリングは、３つの別個のフィルタリング領域、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの範囲を定める、２つの所定の閾値、すなわち、閾値１と閾値２に応じて実行される。これらの閾値は、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが変化するときに、図示しない手段によって検出される。

トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが閾値１よりも大きいときには、領域Ａが適用される。このとき、当業者によって従来から用いられているｎ次のフィルタを適用することによって、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを発生することができる。

トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが閾値１と閾値２の間に位置するときには、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄの値が、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄの制限値に戻るように、動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄの値に最大勾配を適用することによって、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを得ることができる。

この最大勾配は、メーカによって各自動車の型ごとに設定される。

最後に、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが閾値２よりも小さいなら、領域Ｃが適用される。領域Ａについてと同様に、ｎ次のフィルタを適用することによって、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄを得ることができる。

各領域、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃにおいて、フィルタは、フィルタリングブロック１４に組み込まれたフィルタリング手段（図示しない）によって適用される。

また、領域が変わる際のフィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄの連続性を保証するために、先行する領域におけるフィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄによってとられた最後の値によって、フィルタを初期化することができる。

フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄは、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄよりも擾乱が小さい。すなわち、ステップ状の信号は、正のトルクの値から負のトルクの値へのほとんど瞬間の変化を意味する。本発明によるフィルタリングは、とくにゼロの値のトルク設定値についての、トルク設定値の勾配を緩和することを可能にする。さらに、領域Ｂにおいて最大勾配を適用することによって、フィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄの最適な応答時間が維持される。

図３は、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄが負のトルクから正のトルクへ変化する場合のフィルタリングの過程を示す。この場合も、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄは、時間ｔ_１に時間軸を横切るステップ状の信号でありえる。

この場合、フィルタリングは、それぞれ３つの別個のフィルタリング領域、領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｆの範囲を定める、２つの所定の閾値、すなわち、閾値３と閾値４に応じて、先に説明した場合と同様に実行される。

すなわち、第１の領域（領域Ｄ）と第３の領域（領域Ｆ）においては、図２の領域Ａ及び領域Ｃについてと同様に、ｎ次のフィルタを適用することができる。

領域Ｅにおいては、トルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｃｏｎｄの制限値に戻るように、トルク設定値の動的成分に最大勾配を適用する。

同様に、領域が変わる際のフィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄの連続性を保証するために、先行する領域におけるフィルタされたトルク設定値の動的成分Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄによってとられた最後の値によって、フィルタを初期化することができる。

さまざまな閾値、すなわち、閾値１、閾値２、閾値３および閾値４の値、領域Ｂと領域Ｅの最大勾配の値、領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｆのｎ次のフィルタを調整するためのパラメータの値は、例えば、自動車の速度、運転者のスポーティさ、熱エンジンの回転数のような、モジュール４と５との少なくとも一方から得られる入力データに応じて、動的に調整することができる。

運転者意志解釈（ＩＶＣ）ブロックの概要図である。 正の値から負の値へのトルクの急変を伴うトルクの動的成分のフィルタリング曲線の例を示す図である。 負の値から正の値へのトルクの急変を伴うトルクの動的成分のフィルタリング曲線の例を示す図である。

Claims (5)

1. 自動車の運転者の意思を表わし、静的成分（Ｃｓ）と動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）との２つの成分を含む、車輪へ加える元来のトルク設定値信号の作成過程を含んでなる自動車用動力装置の自動変速機制御方法において、上記設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）が、少なくとも３つの別個のフィルタリング領域の範囲を定める、少なくとも２つの所定の閾値に応じてフィルタされ、第１と第３の上記フィルタリング領域においてはｎ次のフィルタが用いられ、第２の上記フィルタリング領域においては、上記元来のトルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）に最大勾配が適用され、上記最大勾配は、所定の入力データに応じて調整可能であることを特徴とする、自動車用動力装置の自動変速機制御方法。
2. 上記自動車の上記車輪に加えるための上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）が、所定の入力データに応じて調整可能で、上記自動車の上記車輪に加えるための上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）の変化の方向に適応化された、所定の閾値に応じてフィルタされることを特徴とする、請求項１に記載の自動車用動力装置の自動変速機制御方法。
3. 各上記フィルタリング領域のフィルタされた上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ）の最初の値が、先行する上記フィルタリング領域のフィルタされた上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ）の最後の値によって初期化されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用動力装置の自動変速機制御方法。
4. 自動車の運転者の意思に適応化され、静的成分（Ｃｓ）と動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）との２つの成分を含む、車輪へ加えるトルク設定値信号を発生することが可能な自動車用動力装置の自動変速機制御装置において、上記設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）をフィルタすることが可能なフィルタリングブロック（１４）を含み、上記フィルタリングブロック（１４）は、上記自動車の上記車輪へ加えるための、上記運転者の上記意思に適応化された、上記トルク設定値信号の上記動的成分（Ｃｄ＿ｃｏｎｄ）を、少なくとも２つの所定の閾値と比較することが可能な手段と、上記トルク設定値信号の上記動的成分が到達する上記閾値に応じてフィルタリング領域を定めることが可能な手段とを含むことを特徴とする、自動車用動力装置の自動変速機制御装置。
5. 上記フィルタリングブロック（１４）は、ｎ次のフィルタまたは最大勾配を、適合した上記フィルタリング領域において、元来の上記トルク設定値信号の上記動的成分に適用することが可能な手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の自動車用動力装置の自動変速機制御装置。

Images