JP2011506159A

JP2011506159A - 自動車のドライブトレインを作動させる方法

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Publication number: JP2011506159A
Application number: JP2010536415A
Authority: JP
Inventors: シュタインボルン・マーリオ; ブロイアー・ヨッヘン
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2011-03-03
Also published as: WO2009071497A3; WO2009071497A2; US8317656B2; CN101878386B; EP2215385A2; CN101878386A; DE102007055720A1; EP2215385B1; US20100285922A1

Abstract

本発明は、エンジン、複数グループトランスミッション、およびエンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されたクラッチを有する車両のドライブトレインを作動させる方法であって、その際複数グループトランスミッションが、かみ合い接続式のメイントランスミッション並びにシンクロ式の前段接続グループ及び／又はシンクロ式の後段接続グループを有するものに関する。本発明に従い、閉じたクラッチの操作をすることなく、現状ギアから目標ギアへのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションを操作することなく、もっぱらシンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループの操作によって、以下のように実施される。ａ）まずエンジンモーメントが引き下げられ、エンジンモーメントの境界値が到達されるかまたは下回られた際に、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続を解除しようとする現状ギアの解除または切断方向へ操作され、ｂ）その後これに引き続き、エンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが解除され、そしてニュートラル位置にもたらされるか、または保持され、
ｃ）引き続いて、エンジンが、接続すべき目標ギアに依存する目標回転数にもたらされ、
ｄ）その後これに引き続いて、エンジンが、定められた公差を有する目標回転数に達したとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続すべき目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、ｅ）シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントが再び上昇される。

Description

本発明は、エンジン、複数グループトランスミッション、およびエンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されたクラッチを有する車両のドライブトレインを作動させる方法であって、その際、複数グループトランスミッションが、かみ合い接続式のメイントランスミッションおよび少なくとも一つのシンクロ式のグループ、つまりシンクロ式の前段接続グループ及び／又はシンクロ式の後段接続グループを有しているものに関する。

自動車のこのようなドライブトレインの複数グループトランスミッションにおいて、現状ギアから目標ギアへシフトが行われなければならない場合、公知のドライブトレインにおける実際でこれは、現状ギアから目標ギアへのシフトを行うために、複数グループトランスミッションとドライブトレインのエンジンの間に接続されるクラッチを少なくとも部分的に開き、そして引き続いてまた閉じるよう行われる。複数グループトランスミッションのシンクロ式のグループ、つまりシンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが切り替えられ、かみ合い接続式のメイントランスミッションはニュートラル位置へ移される。切り替えの際に少なくとも部分的に開かれるクラッチと、場合によってはニュートラル位置に移されるかみ合い接続式のメイントランスミッションによって比較的長い切り替え時間が発生する。さらに負荷を下げる際及び／又はドライブトレインを開く際にクラッチを通じて快適性の問題が生じる。

複数グループトランスミッションを有するドライブトレインのシフト実施について開示する平均的な先行技術に関しては、特許文献１および２が参照される。これら文献では、現状ギアから目標ギアへのシフトの実施のために、エンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されるドライブトレインのクラッチが常に操作される。

独国許出願公開第１９７２６５６７Ａ１号明細書欧州特許公開第０６１２６４２Ａ１号明細書

これに発して、本発明の課題は、エンジン、複数グループトランスミッション、およびエンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されるクラッチを有するドライブトレインを作動するための新しい種類の方法を完成させ、これによって高速なシフトシーケンスが実現されることである。

この課題は、本発明の第一の観点により、請求項１に従う方法によって解決される。

これに従って、閉じたクラッチの操作をすることなく、現状ギアから目標ギアへのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションを操作することなく、もっぱらシンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループの操作によって、以下のように実施される。ａ）まずエンジンモーメントが引き下げられ、エンジンモーメントの境界値が到達されるかまたは下回られた際に、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続を切断しようとする現状ギアの解除または切断方向へ操作され、ｂ）その後これに引き続き、エンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが解除され、そしてニュートラル位置にもたらされるか、または保持され、ｃ）引き続いて、エンジンが、接続すべき目標ギアに依存する目標回転数にもたらされ、ｄ）その後これに引き続いて、エンジンが、定められた公差を有する目標回転数に達したとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続すべき目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、ｅ）シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントが再び上昇される。

本発明の第二の観点によって、この課題は、請求項５の方法によって解決される。

これに従って、閉じたクラッチの操作をすることなく、現状ギアから目標ギアへのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションの操作と、一方のシンクロ式のグループの操作によって、以下のように実施される。ａ）まずエンジンモーメントが引き下げられ、エンジンモーメントの境界値が到達されるかまたは下回られた際に、かみ合い接続式のメイントランスミッション及び／又はシンクロ式のグループが、接続を切断しようとする現状ギアの解除または切断方向へ操作され、ｂ）その後これに引き続き、エンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、かみ合い接続式のメイントランスミッションとシンクロ式のグループが解除され、その際シンクロ式のグループがニュートラル位置にもたらされるか、または保持され、ｃ）引き続いて、エンジンが、接続すべき目標ギアに依存する目標回転数にもたらされ、ｄ）その後これに引き続いて、エンジンが、定められた公差を有する目標回転数に達したとき、シンクロ式のグループが、目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、その際ここでシンクロ式のグループの同期が行われ、ｅ）その後これに引き続き、シンクロ式のグループの同期が定められた公差を伴い行われたとき、かみ合い接続式のメイントランスミッションが、目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、ｆ）かみ合い接続式のメイントランスミッションおよびシンクロ式のグループが接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントが再び上昇される。

本発明に係る方法によって、本発明の両観点により、ドライブトレインの複数グループトランスミッションにおける高速なシフトシーケンスが実現されることができる。本発明に係る両方法において、現状ギアから目標ギアへのシフトは、ドライブトレインの複数グループトランスミッションとエンジンの間に接続されるクラッチの操作をすることなく行われる。シンクロ式のグループ、つまりシンクロ式の前段接続グループ及び／又は後段接続グループの切り替えは、現状ギアの接続解除または切断、ニュートラルでの保持、同期、そして目標ギアへ入れるまたは接続するというフェーズに分割される。

シンクロ式のグループのシフトは、したがって閉じたクラッチの操作をすることなく実施される。シンクロ式のグループの同期は、エンジンを使って行われる。その後、シンクロ式のグループのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションのシフトに重ね合わせられると、かみ合い接続式のメイントランスミッションの同期が、シンクロ式のグループおよびエンジンを通じて行われる。したがって、複数グループトランスミッションのシフトを、ドライブトレインの複数グループトランスミッションとエンジンの間に接続されるクラッチの操作をすることなく実施すること、および、シンクロ式のグループのシフトを、解除、ニュートラルでの保持、同期および接続というフェーズに分割することは本発明の意義である。したがってシンクロ式のグループの一方が、原則的に非シンクロ式でかみ合い接続式のメイントランスミッションのように操作される。これによって高いシフト快適性のもと高速なシフトを実施可能である。

本発明の有利な改良形は、下位の請求項および以下の説明から明らかになる。本発明の実施例を、これに限定されるべきものでなく、図面にもとづき詳細に説明する。

エンジン、自動切換えトランスミッションおよび、自動クラッチを有する自動車のドライブトレインを作動する本発明に係る方法を明確にするための、極めて簡略的に示されたドライブトレインの概念図

本発明は、エンジン、複数グループトランスミッションおよび、エンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されたクラッチを有する、車両のドライブトレインを作動する方法に関する。

図１は、このようなドライブトレインの、極めて簡略化されたドライブトレイン概念図を示す。ここで図１は、エンジン１、複数グループトランスミッション２、エンジン１と複数グループトランスミッション２の間に接続されたクラッチ３、および駆動装置４を示している。複数グループトランスミッション２は、メイントランスミッション５、前段接続グループ６および後段接続グループ７を備えている。メイントランスミッション５としては、非シンクロ式の、かみ合い接続式（ｋｌａｕｅｎｇｅｓｃｈａｌｔｅｔ）メイントランスミッションを取り扱う。

前段接続グループ６および後段接続グループ７としては複数グループトランスミッション２のシンクロ式のグループが取り扱われる。よって前段接続グループ６は、分割グループであり、後段接続グループ７は、レンジグループであり得る。同様に、前段接続グループ６がレンジグループであり、後段接続グループが分割グループであることも可能である。

図１に表された複数グループトランスミッション２は、非シンクロ式の、かみ合い接続式メイントランスミッション５のほかに、二つのシンクロ式グループ６および７を有するが、本発明は、非シンクロ式の、かみ合い接続式メイントランスミッション５に加えて、シンクロ式の前段接続グループ６のみか、シンクロ式の後段接続グループ７のみを有するドライブトレインにも組み込み可能である。

本発明により、このようなドライブトレインの複数グループトランスミッション２において、高速なシフトシーケンスが、高いシフト快適性のもと実施されるべきである。このため、シンクロ式グループにおけるシフト、つまりシンクロ式の前段接続グループ６及び／又はシンクロ式の後段接続グループ７におけるシフトは、複数のフェーズ、すなわち、現状ギアを解除または切断すること、ニュートラルに保持すること、目標ギアにシンクロさせること、および目標ギアに接続または入れることへ分割される。

本発明の第一の観点によると、複数グループトランスミッション２における現状ギアから目標ギアへのシフトは、閉じたクラッチ３を操作することなく、およびかみ合い接続式メイントランスミッション５の操作をすることなく、もっぱらシンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の操作のみによって、まずエンジン負荷またはエンジンモーメントが引き下げられ、その際エンジン負荷またはエンジンモーメントのある境界値が達成されるかまたは下回られると、シンクロ式の前段接続グループ６かまたは後段接続グループ７が、切断されるべき現状ギアの解除または切断の方向へ操作されるよう実施される。それに続いて、その後、エンジン負荷またはエンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７が解除され、そしてニュートラル位置へともたらされ、またはそこで保持され、その際ここで、シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の同期が妨げられるか、または打ち切られる。これに引き続いて、エンジンが、接続しようとする目標ギアに依存する目標回転数へともたらされる。エンジンがもたらされる目標回転数は、目標ギアの目標回転数か、目標ギアの目標回転数の上方または下方に位置するそれに相当する。エンジンがもたらされる目標回転数は、シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の前段接続グループ７の同期の構築に依存していることが可能である。その後、エンジンが、定められた公差を含んで目標回転数に達すると、シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７は、目標ギアに接続または入れられる方向へ操作され、その際ここでシンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の同期はエンジン１を介して行われる。シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７が接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントまたはエンジン負荷が再び構築されまたは上昇される。

その後、シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の、入れられるべき目標ギアを接続するまたは入れる方向への操作において、これらがいわゆる歯の上の歯という位置関係を取ったとき、エンジンモーメントまたはエンジン負荷はそれにもかかわらずさらに上昇され、そしてシンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７は引き続き、入れられるべき目標ギアを接続するまたは入れる方向へ操作され、歯の上の歯という位置関係は解消される。ここでエンジン負荷またはエンジンモーメントの上昇は、歯の上の歯という位置関係のより良く確実な解消のために調整して行われる。

本発明の第一の観点によると、したがって、操作していない閉じられたクラッチ３と操作していないかみ合い接続式メイントランスミッション５における複数グループトランスミッション２内でのシフトは、もっぱらシンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の操作のみによって行われ、その際シンクロ式の前段接続グループ６またはシンクロ式の後段接続グループ７の同期は、エンジン１を介して行われる。操作されるシンクロ式のグループは、好ましくは分割グループである。

本発明の第二の観点による本発明に係る方法において、現状ギアから目標ギアへのシフトは同様に、閉じられたクラッチ３を操作することなく行われるが、しかし非シンクロ式の、かみ合い接続式メイントランスミッション５の操作とシンクロ式のグループ６または７の操作によって行われ、その際ここでも再び、まずエンジン負荷またはエンジンモーメントが引き下げられ、エンジン負荷またはエンジンモーメントのある境界値が到達されるか下回られるとかみ合い接続式の、非シンクロ式のメイントランスミッション５及び／又はシンクロ式のグループ６または７が切断されるべき現状ギアを解除または切断する方向へと操作される。

これに引き続いて、その後、エンジンモーメントまたはエンジン負荷がおよそゼロとなったとき、かみ合い接続式のメイントランスミッション５も、シンクロ式のグループ６または７も接続が解除され、その際シンクロ式のグループ６または７はニュートラル位置にもたらされるか、またはここに保持される。ここでシンクロ式グループ６または７の同期は妨げられるかまたは打ち切られる。必要に応じて非シンクロ式の、かみ合い接続式メイントランスミッション５もまたニュートラル位置にもたらされ、またはここに保持される。引き続いてエンジン１は、入れようとする目標ギアに依存する目標回転数に保持され、エンジン１がもたらされる目標回転数は、目標ギアの目標回転数に相当するか、または目標ギアの目標回転数の上方または下方にある。エンジンがもたらされる目標回転数は、同期の構築に依存していることが可能である。

その後、これに引き続いて、エンジンが、公差を含んで目標回転数に達すると、シンクロ式のグループ６または７が入れようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向へと操作され、その際ここでシンクロ式のグループ６または７の同期が行われる。したがって、これに関して、シンクロ式のグループ６または７の同期が開始され、その際シンクロ式のグループ６または７と、非シンクロ式で、かみ合い接続式のメイントランスミッション５の同時の同期が行われる。その後これに引き続き、シンクロ式のグループ６または７の同期が、ある定められた公差、例えばある定められた回転数公差及び／又は時間公差を伴い行われたとき、非シンクロ式でかみ合い接続式のメイントランスミッション５が、入れようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向へ操作される。今は、シンクロ式のグループ６または７も、かみ合い接続式のメイントランスミッション５も目標ギアの接続または入った状態である。シンクロ式のグループ６または７およびかみ合い接続式のメイントランスミッション５が接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントまたはエンジン負荷が再び構築または上昇される。

その後、エンジンモーメントまたはエンジン負荷の構築または上昇の際に、シンクロ式のグループ６または７及び／又はか見合い接続式で非シンクロ式のメイントランスミッション５が、歯の上の歯という位置関係となったとき、エンジンモーメントまたはエンジン負荷はそれにもかかわらずさらに構築され、そしてシンクロ式のグループ６または７及び／又はかみ合い接続式のメイントランスミッション５は、入れようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向にさらに操作され、歯の上の歯という位置関係は解消される。歯の上の歯という位置関係をより良くかつ確実に解消するために、シンクロ式のグループ６または７及び／又はかみ合い接続式のメイントランスミッション５へのエンジンモーメントまたはエンジン負荷の上昇は、調整して行われる。

本発明に係る方法を使用して、高いシフト快適性のもと高速なシフトが実施可能である。特に、複数グループトランスミッションのシンクロ式のグループのみが操作されると、エンジン同期によって、シンクロ式グループがより少ない負荷を受ける。したがって、何よりも冷間状況において、同期がサポートされ、または簡単となる。

１エンジン
２複数グループトランスミッション
３クラッチ
４駆動装置
５メイントランスミッション
６前段接続グループ
７後段接続グループ

Claims

エンジン、複数グループトランスミッション、およびエンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されたクラッチを有する車両のドライブトレインを作動させる方法であって、複数グループトランスミッションは、かみ合い接続式のメイントランスミッション並びにシンクロ式の前段接続グループ及び／又はシンクロ式の後段接続グループを有し、
その際、閉じたクラッチの操作をすることなく、現状ギアから目標ギアへのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションを操作することなく、もっぱらシンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループの操作によって、以下のように実施されることを特徴とする前記方法。
ａ）まずエンジンモーメントが引き下げられ、エンジンモーメントの境界値が到達されるかまたは下回られた際に、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続を切断しようとする現状ギアの解除または切断方向へ操作され、
ｂ）その後これに引き続き、エンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが解除され、そしてニュートラル位置にもたらされるか、または保持され、
ｃ）引き続いて、エンジンが、接続すべき目標ギアに依存する目標回転数にもたらされ、
ｄ）その後これに引き続いて、エンジンが、定められた公差を有する目標回転数に達したとき、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続すべき目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、
ｅ）シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントが再び上昇される。
ステップｂ）において、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループの同期が妨げられるか、または打ち切られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ステップｃ）において、エンジンがもたらされる回転数が、目標ギアの目標回転数に相当するか、または目標ギアの目標回転数の上方または目標ギアの目標回転数の下方にあることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
ステップｄ）において、シンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、歯の上の歯という位置を取ったとき、エンジンモーメントがそれにもかかわらずさらに上昇され、かつシンクロ式の前段接続グループまたはシンクロ式の後段接続グループが、接続しようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向にさらに操作されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
エンジン、複数グループトランスミッション、およびエンジンと複数グループトランスミッションの間に接続されたクラッチを有する車両のドライブトレインを作動させる方法であって、複数グループトランスミッションは、かみ合い接続式のメイントランスミッションおよび少なくとも一つのシンクロ式のグループ、つまりシンクロ式の前段接続グループ及び／又はシンクロ式の後段接続グループを有し、
その際、閉じたクラッチの操作をすることなく、現状ギアから目標ギアへのシフトが、かみ合い接続式のメイントランスミッションの操作と、一方のシンクロ式のグループの操作によって、以下のように実施されることを特徴とする前記方法。
ａ）まずエンジンモーメントが引き下げられ、エンジンモーメントの境界値が到達されるかまたは下回られた際に、かみ合い接続式のメイントランスミッション及び／又はシンクロ式のグループが、接続を切断しようとする現状ギアの解除または切断方向へ操作され、
ｂ）その後これに引き続き、エンジンモーメントがおよそゼロとなったとき、かみ合い接続式のメイントランスミッションとシンクロ式のグループが解除され、その際シンクロ式のグループがニュートラル位置にもたらされるか、または保持され、
ｃ）引き続いて、エンジンが、接続すべき目標ギアに依存する目標回転数にもたらされ、
ｄ）その後これに引き続いて、エンジンが、定められた公差を有する目標回転数に達したとき、シンクロ式のグループが、接続すべき目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、その際ここでシンクロ式のグループの同期が行われ、
ｅ）その後これに引き続き、シンクロ式のグループの同期が定められた公差を伴い行われたとき、かみ合い接続式のメイントランスミッションが、接続しようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向に操作され、
ｆ）かみ合い接続式のメイントランスミッションおよびシンクロ式のグループが接続されるのに引き続いて、エンジンモーメントが再び上昇される。
ステップｂ）において、シンクロ式のグループの同期が妨げられるか、または打ち切られることを特徴とする請求項５に記載の方法。
ステップｂ）においてかみ合い接続式のメイントランスミッションがニュートラルポジションにもたらされるか、または保持されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
ステップｃ）において、エンジンがもたらされる目標回転数が、目標ギアの目標回転数に相当するか、または目標ギアの目標回転数の上方または目標ギアの目標回転数の下方にあることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
ステップｄ）において、シンクロ式のグループとかみ合い接続式のメイントランスミッションの同時の同期が行われることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
ステップｄ）及び／又はステップｅ）において、シンクロ式のグループ及び／又はかみ合い接続式のメイントランスミッションが、歯の上の歯という位置を取ったとき、エンジンモーメントがそれにもかかわらずさらに上昇され、かつシンクロ式のグループ及び／又はかみ合い接続式のメイントランスミッションが、接続しようとする目標ギアを接続するまたは入れる方向にさらに操作されることを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の方法。