JP2015507722A - デュアルクラッチ式変速機を有するパワートレーン及び該パワートレーンを制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーン及びパワートレーンを制御する方法であって、デュアルクラッチ式変速機は、クラッチアクチュエータにより操作される摩擦クラッチにより駆動ユニットに連結可能な変速機入力軸をそれぞれ有する２つの部分変速機と、場合によってはパワートレーンに組み込まれる電気機械とを有し、駆動ユニットにより提供されるトルクは、交互に、該当する摩擦クラッチの閉鎖により作動される部分変速機の一方を介して伝達され、一方の部分変速機から他方の部分変速機へのトルクの切換は、摩擦クラッチ双方の並行運転により実施されるようになっている、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーン及びパワートレーンを制御する方法に関する。クラッチアクチュエータは、監視及び保守の理由から必然的に短期間作動停止されることになるが、このときの走行快適性を維持するために、所定の時間インターバルについての制御設定値に基づいて、第１のクラッチアクチュエータを作動停止して、デュアルクラッチ式変速機の運転を第２のクラッチアクチュエータにより、目下の運転状況に応じた代替ストラテジの作動下で維持する。

Description

本発明は、車両のパワートレーンに関する。さらに本発明は、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法であって、デュアルクラッチ式変速機は、クラッチアクチュエータにより操作される摩擦クラッチにより駆動ユニットに連結可能な変速機入力軸をそれぞれ有する２つの部分変速機と、場合によってはパワートレーンに組み込まれる電気機械とを有し、駆動ユニットにより提供されるトルクは、交互に、該当する摩擦クラッチの閉鎖により作動される部分変速機の一方を介して伝達され、一方の部分変速機から他方の部分変速機へのトルクの切換は、摩擦クラッチ双方の並行運転（ｕｅｂｅｒｓｃｈｎｅｉｄｅｎｄｅｒ Ｂｅｔｒｉｅｂ）により実施されるようになっている、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法に関する。

独立請求項の前提部に記載のパワートレーン及びパワートレーンを運転する方法は、例えば独国特許出願公開第１０２００４００５７８９号明細書において公知である。この種のパワートレーンは、変速比がそれぞれ異なる切換可能な複数のギヤ段を有する２つの部分変速機を有するデュアルクラッチ式変速機を含む。部分変速機の変速機入力軸は、それぞれ、クラッチアクチュエータにより操作され、湿式又は乾式に運転される摩擦クラッチにより、互いに独立的に、例えば内燃機関等の駆動ユニットに連結される。デュアルクラッチ式変速機は、一方の部分変速機において所定の変速比のギヤ段が入れられ、他方の部分変速機において他の変速比のギヤ段が入れられており、摩擦クラッチ双方の交互のオーバラップするような操作（繋ぎ換え）により、駆動ユニットにより提供されるトルクが、作動している部分変速機から、作動させたい部分変速機に切り換えられ、その際、作動している部分変速機がその摩擦クラッチの開放により作動停止されることにより、切り換えられる。この種のパワートレーンは、例えば独国特許出願公開第１０１３３６９５号明細書において公知であるように、電気機械により拡張可能である。電気機械は、入力側、出力側又は一方の部分変速機に、例えばギヤ対を介して接続可能である。

摩擦クラッチの、持続的かつ質の高い操作を維持するため、クラッチアクチュエータをパワートレーンの運転中に短期間、例えば検査したり、校正したり、又は類似の形式で保守したりするために、作動停止することが必要な場合がある。独国特許出願公開第１０２００９０２１８９０号明細書から、例えば、摩擦クラッチを操作するスレーブシリンダを静液圧により操作するハイドロスタティッククラッチアクチュエータ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｓｃｈｅｒ Ｋｕｐｐｌｕｎｇｓａｋｔｏｒ）が公知である。ハイドロスタティッククラッチアクチュエータにおいて、ハイドロスタティック区間は、所定の時間間隔で、圧力媒体容器との圧力平衡を形成することで校正すべきである。このブリーディング動作あるいはスニッフィング動作（Ｓｃｈｎｕｅｆｆｅｌｖｏｒｇａｎｇ）時、マスターシリンダは、所定の位置へと移動させられる。このために、クラッチアクチュエータにより制御される摩擦クラッチは、例えば０．５〜２秒間継続するブリーディングプロセスで開放される。このブリーディングプロセス中、パワートレーンは、残されたクラッチアクチュエータと、このクラッチアクチュエータに対応する部分変速機とにより運転されねばならない。このことは、特に発進中の既に開始されてもはや中断することのできないブリーディング動作時及び／又は部分変速機の切換を伴うシフト要求時に、パワートレーンの機能又は快適性の制限に至りかねない。

ブリーディング動作が開始されたばかりであるにもかかわらず、ブリーディング動作の終了を待つ必要なく、車両の即座のスタートを実施することができるように、本願の出願時には未公開の、ＰＣＴ／ＤＥ２０１１／００１１４４の書類番号を有する国際特許出願では、車両の発進動作又はクリープ動作を、対応するクラッチアクチュエータのブリーディング動作がなされない他方の部分変速機により実施する代替ストラテジ（Ｅｒｓａｔｚｓｔｒａｔｅｇｉｅ）が提案される。

本発明の課題は、走行運転中及び要求されるシフト中の代替ストラテジを有するパワートレーン及びパワートレーンを制御する方法を提供することである。

この課題は、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法であって、デュアルクラッチ式変速機は、クラッチアクチュエータにより操作される摩擦クラッチにより駆動ユニットに連結可能な変速機入力軸をそれぞれ有する２つの部分変速機を有し、駆動ユニットにより提供されるトルクは、交互に、該当する摩擦クラッチの閉鎖により作動される部分変速機の一方を介して伝達され、一方の部分変速機から他方の部分変速機へのトルクの切換は、摩擦クラッチ双方の並行運転により実施されるようになっており、所定の時間インターバルについての制御設定値に基づいて、第１のクラッチアクチュエータを作動停止して、デュアルクラッチ式変速機の運転を第２のクラッチアクチュエータにより、目下の運転状況に応じた代替ストラテジの作動下で維持し、下記代替ストラテジの少なくとも１つを使用する、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法により解決される。第１の代替ストラテジでは、例えばアウトバーン上での、作動している部分変速機で入れられたあるギヤ段での定常走行であって、その際、作動している部分変速機の閉鎖された摩擦クラッチのクラッチアクチュエータが作動停止されるべきである車両の走行時に、クラッチアクチュエータの作動停止前に、対応する摩擦クラッチの開放と結び付け、他方の部分変速機に切り換え、作動停止されたクラッチアクチュエータの再作動後、定常走行のために最適なギヤ段を有する以前の部分変速機に切り換えることができる。別の代替ストラテジでは、一方の部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、部分変速機の切換が予定されるドライブアップシフト（Ｚｕｇｈｏｃｈｓｃｈａｌｔｕｎｇ）のシフト要求時に、作動されている部分変速機の後続の、ここではできる限り高いギヤ段にシフトすることができる。このことは、シフトが時間的な遅れなしに、しかし牽引力の中断を伴って実施されることを意味している。同様に、別の代替ストラテジでは、一方の部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、部分変速機の切換が予定されるコーストアップシフト（Ｓｃｈｕｂｈｏｃｈｓｃｈａｌｔｕｎｇ）のシフト要求時に、作動されている部分変速機の後続の、ここではできる限り高いギヤ段にシフトすることができる。

パワートレーンへの電気機械の組み込みによるパワートレーンのハイブリッド化に際し、電気機械が選択的に、デュアルクラッチ式変速機の入力側に固定的又は切換可能に対応配置され、かつ／又は一方又は両方の部分変速機に、例えばギヤ対を介して変速機入力軸側又は変速機出力軸側において作用結合されるか、又は作用結合可能に対応配置され、かつ／又はデュアルクラッチ式変速機の出力側で変速機出力軸又は駆動輪若しくは非駆動輪の少なくとも１つのホイールハブに対応配置されるようになっている場合、電気機械を考慮に入れた別の好ましい代替ストラテジが設けられていてもよい。

例えばクリープ又は発進に好適なクラッチアクチュエータの作動停止中の発進又はクリープを電気機械により実施してもよい。この場合、発進動作又はクリープ動作の回数は、電気機械に給電する電池の提供可能な電力、例えばバッテリ残量次第とすることができる。残量が低いときは、例えば１回の発進動作を行うことができ、後続の発進動作、例えばストップ‐アンド‐ゴーの後続の発進動作は、作動停止されるクラッチアクチュエータの作動停止期間の終了後に初めて、又は他方の部分変速機により発進には不利なギヤ段で実施される。

電気機械を使用した別の代替ストラテジでは、アウトバーン上での定常走行等の、作動停止すべきクラッチアクチュエータが割り当てられた、作動されている部分変速機による車両の走行時に、駆動ユニットを連結解除して、車両を専ら電気機械により運転し、該当するクラッチアクチュエータを作動停止し、クラッチアクチュエータの再作動後、駆動ユニットを次に再び再作動されたクラッチアクチュエータにより連結し、かつ電気機械を停止するか、あるいは予定される続いてのブーストモード又は回生モードで相応に引き続き運転してもよい。

別の代替ストラテジでは、一方の部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、例えば部分変速機の切換が予定されるドライブアップシフトの、走行状況と記憶されているシフト特性線とから生じるシフト要求時に、作動されている部分変速機の後続の、ここではより高いギヤ段にシフトし、その際に必然的に生じる牽引力の中断中、電気機械を牽引力の補填のために使用する。この場合、電気機械は、固定的又は連結可能に、作動している部分変速機に、例えばギヤ段の歯車対によって作用結合されるか、又は別途作用結合されるか、あるいは変速機出力部、例えば変速機出力軸に作用結合されるか、又は少なくとも１つの駆動輪及び／又は非駆動輪のホイールハブモータとして設けられている。

代替ストラテジとして、電気機械が作用結合されていないか、あるいは作用結合不能な、一方の作動していない部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、部分変速機の切換が予定されるドライブアップシフトのシフト要求時に、駆動ユニットと、他方の部分変速機と作用結合されている電気機械との間で、並行シフト（Ｕｅｂｅｒｓｃｈｎｅｉｄｕｎｇｓｓｃｈａｌｔｕｎｇ）を行ってもよい。このとき、作動している部分変速機の作動停止されていないクラッチアクチュエータは、操作され、これにより対応する摩擦クラッチは、開放される。その結果、この摩擦クラッチに作用しているトルクは、解消される。この動作に並行するように、他方の部分変速機において、ギヤ段、好ましくは一段高いギヤ段が入れられているとき、電気機械が運転される。その結果、変速機出力軸にかかるトルクは、牽引力の途切れなしに、作動停止されているクラッチアクチュエータを操作する必要なく維持される。このクラッチアクチュエータが再作動されると、対応する摩擦クラッチは、閉鎖され、電気機械は、回転を落とされてもよい。この場合、電気機械は、いわば作動停止時間にわたって車両の駆動トルクを駆動ユニットの代わりに担う。作動停止されたクラッチアクチュエータの再作動後、改めて行われる並行シフトで、再作動されるクラッチアクチュエータにより電気機械を再び連結解除し、駆動ユニットを再び連結する。この経過では、作用結合されている電気機械を有する部分変速機におけるギヤ段の適当な選択により、ドライブダウンシフト（Ｚｕｇｒｕｅｃｋｓｃｈａｌｔｕｎｇ）、コーストダウンシフト（Ｓｃｈｕｂｒｕｅｃｋｓｃｈａｌｔｕｎｇ）及びコーストアップシフトが行われてもよい。電気機械が部分変速機に固定的に作用結合されている場合、この代替ストラテジは、作用結合されていない電気機械を有する部分変速機から作用結合されている電気機械を有する部分変速機への切換を伴うシフト要求時に実施可能である。電気機械が両部分変速機と、例えばクラッチにより作用結合可能であれば、部分変速機の相応の切換は、両方向での並行シフトを伴うシフト要求時に実施可能である。

別の代替ストラテジでは、作動していない部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、ドライブダウンシフトのシフト要求時に、作動している部分変速機におけるダウンシフトを、その際に必然的に起こる牽引力の中断を伴って実施し、牽引力の中断により発生する車両の減速を、デュアルクラッチ式変速機の出力側に作用結合されている電気機械により補償する。この場合、電気機械は、変速機出力軸、非駆動車軸及びこれに類するものに有効に配置されていても、少なくとも１つのホイールハブモータからなっていてもよい。

別の代替ストラテジでは、作動していない部分変速機のクラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、例えば降坂中又は信号への接近中等のコーストダウンシフトのシフト要求時に、作動している部分変速機におけるダウンシフトを実施し、車両の減速を電気機械の回生により行う。

さらに上記課題は、上述の方法を実施する自動車内のパワートレーンであって、２つの部分変速機を有するデュアルクラッチ式変速機と、１つの駆動ユニットと、駆動ユニットとそれぞれの部分変速機の変速機入力軸との間に配置され、クラッチアクチュエータにより操作されるそれぞれ１つの摩擦クラッチと、を備える、自動車内のパワートレーンにより解決される。相応の代替ストラテジの前述の構成に応じて、提案されるパワートレーンは、パワートレーンに組み込まれ、駆動ユニットを少なくとも部分的にアシストする少なくとも１つの電気機械を有していてもよい。さらに電気機械は、回生モードで運転可能である。こうして、ハイブリッド型のパワートレーンが形成可能である。電気機械は、一方又は両方の部分変速機、変速機出力軸又は車両のその他の駆動されるか、又は駆動されない車軸と作用結合されているか、又は相応の手段、例えばクラッチにより作用結合可能であり、かつ／又は少なくとも１つのホイールハブモータとして、パワートレーンにより駆動される車輪及び／又は駆動されない車輪に設けられていてもよい。

クラッチアクチュエータは、その機能に関して電気式、ハイドロスタティック式、ニューマチック式又はこれらの組み合わせからなる方式により運転されていてもよい。作動停止は、監視、校正及び／又はこれに類するものを含んでいてもよい。例えばハイドロスタティック圧力回路を有するハイドロスタティックアクチュエータが設けられていてもよい。ハイドロスタティック圧力回路には、電気式に運転されるマスターシリンダと、マスターシリンダにより操作され、相応の摩擦クラッチを操作するスレーブシリンダとが、組み込まれている。その際、ブリーディング動作において、クラッチアクチュエータの作動停止中、補給容器と圧力回路との接続が形成され、圧力平衡が達成される。これにより、ハイドロスタティックアクチュエータを校正し、車両内の状況、例えば摩擦クラッチの運転温度、圧力管路の圧力媒体の運転温度、摩耗等に適合させることができる。

以下に示す表は、２つの摩擦クラッチＫ１，Ｋ２を有するデュアルクラッチ式変速機を有するパワートレーンの典型的な実施の形態の様々な走行状況についての有利な代替ストラテジを示している。摩擦クラッチＫ１，Ｋ２は、ギヤ段を奇数のギヤ段と偶数のギヤ段とに分割して有する部分変速機Ｔ１，Ｔ２を駆動ユニットに連結し、摩擦クラッチＫ１，Ｋ２に対応するクラッチアクチュエータにより操作される。クラッチアクチュエータは、ハイドロスタティックアクチュエータであり、作動停止中、ブリーディングあるいはスニッフィング、すなわち、摩擦クラッチ開放時における圧力回路と略無圧の補給容器との間での圧力平衡の形成を実施する。両摩擦クラッチＫ１，Ｋ２の一方のブリーディングとは、表中、相応の摩擦クラッチに対応するクラッチアクチュエータの作動停止と解されるべきである。

Claims (8)

1. デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法であって、前記デュアルクラッチ式変速機は、クラッチアクチュエータにより操作される摩擦クラッチにより駆動ユニットに連結可能な変速機入力軸をそれぞれ有する２つの部分変速機を有し、前記駆動ユニットにより提供されるトルクは、交互に、該当する前記摩擦クラッチの閉鎖により作動される前記部分変速機の一方を介して伝達され、一方の前記部分変速機から他方の前記部分変速機へのトルクの切換は、前記摩擦クラッチ双方の並行運転により実施されるようになっており、所定の時間インターバルについての制御設定値に基づいて、第１のクラッチアクチュエータを作動停止して、前記デュアルクラッチ式変速機の運転を第２のクラッチアクチュエータにより、目下の運転状況に応じた代替ストラテジの作動下で維持する、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法において、
   作動停止すべき前記クラッチアクチュエータが割り当てられた、作動されている前記部分変速機による前記車両の走行時に、予め他方の前記部分変速機に切り換え、前記クラッチアクチュエータの再作動後、以前の前記部分変速機に切り換える代替ストラテジ、
   一方の前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うドライブアップシフトのシフト要求時に、作動されている前記部分変速機の後続のギヤ段にシフトする代替ストラテジ及び
   一方の前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うコーストアップシフトのシフト要求時に、作動されている前記部分変速機の後続のギヤ段にシフトする代替ストラテジ、
   の少なくとも１つを使用することを特徴とする、デュアルクラッチ式変速機を有する車両のパワートレーンを制御する方法。
2. 前記駆動ユニットを少なくとも部分的にアシストする電気機械を備え、
   クリープ又は発進に好適なクラッチアクチュエータの作動停止中の発進又はクリープを前記電気機械により実施する代替ストラテジ、
   作動停止すべきクラッチアクチュエータが割り当てられた、作動されている前記部分変速機による車両の走行時に、前記駆動ユニットを連結解除して、前記車両を専ら前記電気機械により運転し、該当する前記クラッチアクチュエータを作動停止し、該クラッチアクチュエータの作動後、前記駆動ユニットを次に再び前記クラッチアクチュエータにより連結し、かつ前記電気機械を停止する代替ストラテジ、
   一方の前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うドライブアップシフトのシフト要求時に、作動されている前記部分変速機の後続のギヤ段にシフトし、牽引力の中断中、前記電気機械を牽引力の補填のために使用する代替ストラテジ、
   作用結合されていない電気機械を有する一方の作動していない前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うドライブアップシフトのシフト要求時に、並行するように、作動停止されない前記クラッチアクチュエータにより、前記駆動ユニットを連結解除しつつ、作動すべき前記部分変速機と作用結合されている前記電気機械を連結する代替ストラテジ、
   作動していない前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、ドライブダウンシフトのシフト要求時に、作動している前記部分変速機におけるダウンシフトを実施し、前記車両の減速を、前記デュアルクラッチ式変速機の出力側に作用結合されている電気機械により補償する代替ストラテジ、
   作用結合されていない電気機械を有する一方の作動していない前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴う、ドライブダウンシフトのシフト要求時に、並行するように、作動停止されない前記クラッチアクチュエータにより、前記駆動ユニットを連結解除しつつ、作動すべき前記部分変速機と作用結合されている前記電気機械を連結する代替ストラテジ、
   作動していない前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、コーストダウンシフトのシフト要求時に、作動している前記部分変速機におけるダウンシフトを実施し、車両の減速を電気機械の回生により行う代替ストラテジ、
   作用結合されている電気機械を有しない一方の作動している前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うコーストダウンシフトのシフト要求時に、並行するように、作動停止されない前記クラッチアクチュエータにより、前記駆動ユニットを連結解除しつつ、他方の前記部分変速機と作用結合されている前記電気機械を連結する代替ストラテジ及び
   作用結合されていない電気機械を有する一方の作動していない前記部分変速機の前記クラッチアクチュエータの作動停止、及びその後実施される、前記部分変速機の切換を伴うコーストダウンシフトのシフト要求時に、並行するように、作動停止されない前記クラッチアクチュエータにより、前記駆動ユニットを連結解除しつつ、作動すべき前記部分変速機と作用結合されている前記電気機械を連結する代替ストラテジ、
   の少なくとも１つを使用する、請求項１記載の方法。
3. 前記電気機械に給電する電池残量に基づいて、電気による発進動作又はクリープ動作の回数を制限する、請求項２記載の方法。
4. 請求項１記載の方法を実施する自動車内のパワートレーンであって、
   ２つの部分変速機を有するデュアルクラッチ式変速機と、
   １つの駆動ユニットと、
   該駆動ユニットとそれぞれの前記部分変速機の変速機入力軸との間に配置され、クラッチアクチュエータにより操作されるそれぞれ１つの摩擦クラッチと、
   を備える、自動車内のパワートレーン。
5. 請求項２又は３記載の方法を実施する自動車内のパワートレーンであって、
   ２つの部分変速機を有するデュアルクラッチ式変速機と、
   １つの駆動ユニットと、
   該駆動ユニットとそれぞれの前記部分変速機の変速機入力軸との間に配置され、クラッチアクチュエータにより操作されるそれぞれ１つの摩擦クラッチと、
   前記パワートレーンに組み込まれ、前記駆動ユニットを少なくとも部分的にアシストする１つの電気機械と、
   を備える、自動車内のパワートレーン。
6. 前記電気機械は、前記部分変速機の一方と作用結合されている、請求項５記載のパワートレーン。
7. 前記電気機械は、ホイールハブモータである、請求項５記載のパワートレーン。
8. 前記クラッチアクチュエータの少なくとも一方は、ハイドロスタティックアクチュエータである、請求項４から７までのいずれか１項記載のパワートレーン。