JP2012501267A - 車両の変速機制御システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
a)ICEの動作中で車両が停止しており、発電が必要であることを示す信号がある場合に、動力伝達システムを発電モードに設定するステップ。エネルギ生成が必要であることの表示は、例えばバッテリの充電状態(SOC)、停止状態時間のインジケータ、又は電気生成が必要であることを示す手動的に起動される信号でよい。この停止又はアイドル発電モードは、MCが係合するように設定して、EMGが発電モードで回転し、最終アクチュエータがニュートラルモードに設定された機械式変速機の同期ギヤを使用して非連結状態にされるという機構を含む。ICE及びEMGは好ましくは、ICEの(燃料)効率及び排気ガス中の有害成分の濃度の低さなどの側面に関して最適に動作し、しかも発電の効率に関してEMGの回転速度が最適になるように制御される。これは通常、ICEの毎分回転数とEMGの負荷を制御することによって達成される。ICEの出力シャフトとEMGの入力シャフトとの間に、ある種のギヤ又は変速機構を組み込むことも可能であろうが、再生時のICEの所望のアイドリング速度で最適に発電するために、ICEの出力シャフトとEMGの入力シャフトとのギヤ比は通常、例えばシステムをコンパクトで簡単に保ちつつ摩擦損を避けるためにドッグクラッチなどの確動係合クラッチを使用して1:1にされる。
b)車両の運動が必要であることを示すECUへの入力信号に応答してモードをアイドルモードから運転モードに切り換えるステップ。この信号は、例えばニュートラルから前進又は後退へのギヤ切り換え、アクセルペダルを踏むこと、又は常用ブレーキ/駐車ブレーキの解除、又は関連するパラメータの状態又は状態変化のその他の適切な表示によって起動されてもよい。
c)ICE及びEMGが互いから離脱するようにMCを離脱させるステップ。ICEをEMGから離脱させることによって、EMGの回転速度をかなり迅速に低減させることができる。更に、最終アクチュエータをEMGとICEから非連結状態にするために使用された上記の同期ギヤを同期させる。それまではニュートラルモードに設定されていたギヤを同期させることによって、EMGの回転速度を遅らせつつ、例えば慣性力によりトルクを最終アクチュエータに伝達することが可能になる。この制御方法を用いることの有利な特徴は、車両の運動が必要であることを示す信号に応答した車両の始動により迅速に応動することである。特許文献5の制御方法に記載のとおり、ギヤがニュートラルモードから選択されたギヤにシフトされる前に、EMGをゼロ又はゼロの近くまで減速させるまでの待機時間があるので、車両の発電モードではあるが依然として停止モードから運動モードへの変更が必要であることを表示する時点からの待機時間がある。この待機時間は、自分の制御動作に直接応答することを感じてきたドライバーを苛立たせる。従って、この制御方法により、車両の運動が必要であることを示す適切な入力信号に応答して、より速やかに車両を始動させることになる。従って、トルクをEMGから(好ましくはEMGや関連するシャフトの慣性力が利用される)乗用車、トラック又はバスの場合はホイールのような最終アクチュエータに伝達するために、同期手順と同期ギヤが利用される。移動する必要性に即座に応答するために、システムに慣性力として保存されたエネルギを利用できることに加えて、電気エネルギが機械エネルギに再変換される前に機械エネルギを電気エネルギに変換する必要なく、又は更に悪いことに摩擦ブレーキなどを使用してEMGの回転を制動し、慣性エネルギが摩擦として損失されることなく、機械エネルギを直接利用するという利点もある。従って、本明細書に記載の制御戦略を利用することにより、全体的なエネルギ効率を向上させることができる。更に別の利点は、同期を利用した車両の運動を設定しつつ、EMGの回転速度を減速することで、車両がスムーズに始動する。従って、機械式変速機の同期の制動力によりEMGは減速し、EMGの慣性エネルギの少なくとも一部が最終アクチュエータに伝達され、車両はスムーズに移動し始める。
d)被同期ギヤの確動結合を行うために回転速度が速度範囲内であるように十分にEMGが減速すると、EMG及び最終アクチュエータは被同期ギヤの確動結合によって連結される。従って、この時点でEMGはモータとしての動作を開始し、車両の始動及び加速中の動力源となる。
a)MCが係合している間にICEが動作しつつ車両が停止又はアイドル状態にある場合の動力伝達システムを発電モードに設定して、EMGが発電モードで回転し、ニュートラルモードに設定された同期ギヤを使用して最終アクチュエータを非連結状態にするステップ。
b)車両の運動が必要であることを示すECU内の信号に対する応答として運転モードをアイドルから運転モードに切り換える制御手順を準備するステップ。車両の運動が必要であることを示す信号はECUによってそのような信号として受信され、又は動力伝達システムの検知された状態、及び/又は運転状態又は車両の状態全般に関連するパラメータからECUによって計算される。
c)EMGが減速している間に、トルクを回転中のEMG及び連結された車軸から最終アクチュエータへと伝達するために、ICEとEMGとが互いから離脱するようにMCを離脱させ、最終アクチュエータをEMG及びICEから非連結状態にするために利用された上記の被同期ギヤを同期させるステップ。好ましくは、MCの摩耗及び/又は同期化を避けるために、ギヤが同期される前にMCは離脱する。しかし、MC及び同期化がそのような制御戦略に合わせた寸法にされる場合、これらの動作は多少重複しても良く、手順の速度を高めて変更をより迅速に行うことが望まれる。
d)EMGと最終アクチュエータに連結されたシャフトとの回転速度が係合速度範囲内である場合は、被同期ギヤの確動結合を行うステップ。
Claims (7)
- 電気モータ/発電機(EMG)(5)の動力伝達システム(1)の上流側に位置する内燃エンジン(ICE)(2)を備えるハイブリッド車の動力伝達システム(1)であって、前記ICE(2)は主クラッチ(MC)(6)を介して前記EMG(5)に連結され、前記動力伝達システム(1)は更に、確動結合による少なくとも1つの同期ギヤを備えた機械式変速機(8)を備え、前記機械式変速機(8)は前記EMG(5)の下流側で、最終アクチュエータ(100)の上流側に位置しており、前記動力伝達システム(1)は更に、前記動力伝達システムを制御するための電子制御ユニット(ECU)(120)に連結されており、前記ECU(120)は、
a)前記ICE(2)が動作中で前記車両が停止しており、発電が必要であることを示す信号がある場合に、前記動力伝達システム(1)を発電モードに設定するステップであって、前記発電モードは前記EMG(5)が発電モードで回転し、前記最終アクチュエータ(100)がニュートラルモードに設定された前記機械式変速機(8)を使用して非連結状態にされるように前記MC(6)を設定する機構を含むステップと、
b)前記車両の運動が必要であることを示す前記ECU(120)への信号に応答して、運転モードをアイドルモードから運転モードに切り換える制御手順を準備するステップと、
c)前記ICE(2)及び前記EMG(5)が互いから離脱するようにMC(6)を離脱させ、前記EMG(5)が前記機械式変速機(8)及び前記最終アクチュエータ(100)との係合により減速している間に、前記EMG(5)及び関連する回転軸からトルクを前記最終アクチュエータ(100)に伝達するために、前記最終アクチュエータ(100)を前記EMG(5)及び前記ICE(2)から非連結状態にするために使用された被同期ギヤの同期係合を行うステップと、
d)前記EMG(5)の回転速度と前記最終アクチュエータに連結された前記シャフトが係合速度範囲内にある場合に、前記被同期ギヤの確動結合を行うステップと、を含む制御手順を実行するようにプログラムされることを特徴とする動力伝達システム(1)。 - 前記主クラッチ(6)は、例えばドッグクラッチなどの確動係合クラッチであることを特徴とする、請求項1に記載の動力伝達システム(1)。
- 前記機械式変速機(8)は、スプリットギヤ(12、13、15、16、17)と、基本ギヤボックス(18〜23、28、30)と、レンジギヤ(32〜37)とを含み、前記スプリットギヤ、前記基本ギヤボックス及び前記レンジギヤの少なくとも1つは同期することを特徴とする、請求項1または2に記載の動力伝達システム。
- ハイブリッド車の動力伝達システム(1)を制御するための電子制御ユニット(120)であって、前記動力伝達システム(1)は電気モータ/発電機(EMG)(5)の前記動力伝達システム(1)の上流側に位置する内燃エンジン(ICE)(2)を備え、前記ICE(2)は主クラッチ(MC)(6)を介して前記EMG(5)に連結され、前記動力伝達システム(1)は更に、確動結合による少なくとも1つの被同期ギヤを備える機械式変速機(8)を搭載し、前記機械式変速機(8)は前記EMG(5)の下流側で最終アクチュエータ(100)の上流側に位置し、前記動力伝達システム(1)は更に前記電子制御ユニット(ECU)に連結され、前記電子制御ユニット(ECU)は、
a)前記ICE(2)が動作中で車両が停止しており、発電が必要であることを示す信号がある場合に、前記動力伝達システム(1)を発電モードに設定するステップであって、前記発電モードは前記EMG(5)が発電モードで回転し、前記最終アクチュエータ(100)がニュートラルモードに設定された前記機械式変速機(8)を使用して非連結状態にされるように前記MC(6)を設定する機構を含むステップと、
b)前記車両の運動が必要であることを示す前記ECU(120)への信号に応答して、運転モードをアイドルモードから運転モードに切り換える制御手順を準備するステップと、
c)前記ICE(2)及び前記EMG(5)が互いから離脱するようにMC(6)を離脱させ、前記EMG(5)が前記機械式変速機(8)及び前記最終アクチュエータ(100)との係合により減速している間に、前記EMG(5)及び関連する回転軸からトルクを前記最終アクチュエータ(100)に伝達するために、前記最終アクチュエータ(100)を前記EMG(5)及び前記ICE(2)から非連結状態にするために使用された被同期ギヤの同期係合を行うステップと、
d)前記EMG(5)の回転速度と、前記最終アクチュエータに連結された前記シャフトが係合速度範囲内にある場合に前記被同期ギヤの確動結合を行うステップと、を含む制御手順を実行するようにプログラムされることを特徴とする電子制御ユニット(120)。 - 車両の動力伝達システム(1)を制御する方法であって、前記動力伝達システムは、電気モータ/発電機(EMG)の前記動力伝達システムの上流側に位置する内燃エンジン(ICE)を備え、前記ICEは主クラッチ(MC)を介して前記EMGに連結され、前記動力伝達システムは更に、少なくとも1つの被同期ギヤを備える機械式変速機を搭載し、前記機械式変速機は、前記EMGの下流側で、最終アクチュエータ(ホイール)の上流側に位置し、前記動力伝達システムは更に、前記動力伝達システムを制御するために電子制御ユニット(ECU)に連結され、前記動力伝達システムを制御する方法は、
a)前記ICE(2)が動作中で前記車両が停止しており、発電が必要であることを示す信号がある場合に、前記動力伝達システム(1)を発電モードに設定するステップであって、前記発電モードは前記EMG(5)が発電モードで回転し、前記最終アクチュエータ(100)がニュートラルモードに設定された前記機械式変速機(8)を使用して非連結状態にされるように前記MC(6)を設定する機構を含むステップと、
b)前記車両の運動が必要であることを示す前記ECU(120)への信号に応答して、運転モードをアイドルモードから運転モードに切り換える制御手順を準備するステップと、
c)前記ICE(2)及び前記EMG(5)が互いから離脱するようにMC(6)を離脱させ、前記EMG(5)が前記機械式変速機(8)及び前記最終アクチュエータ(100)との係合により減速している間に、前記EMG(5)及び関連する回転軸からトルクを前記最終アクチュエータ(100)に伝達するために、前記最終アクチュエータ(100)を前記EMG(5)及び前記ICE(2)から非連結状態にするために使用された被同期ギヤの同期係合を行うステップと、
d)前記EMG(5)の回転速度と、前記最終アクチュエータに連結された前記シャフトが係合速度範囲内にある場合に、前記被同期ギヤの確動結合を行うステップとを含む方法。 - コンピュータ読み出し可能媒体に記憶されたプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記プログラム製品がコンピュータで実行されると、請求項5に記載の全てのステップを実行するコンピュータプログラム製品。
- コンピュータ環境で使用するための、コンピュータメモリ(520)又は不揮発性データ記憶媒体(550)などの記憶媒体であって、前記メモリは請求項5に記載の方法を実行するコンピュータ読み出し可能プログラムコードを含む記憶媒体。
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