JP2017538904A - 自動車のトランスミッション用可動ドッグの係合解除限界位置を制御する方法及び対応する自動車用トランスミッション - Google Patents

Abstract

自動車用トランスミッションの、可動ドッグ（１７）の固定ドッグ（２３）に対する係合解除限界位置を制御するため、可動ドッグの位置値を取得するステップと、所定の期間中の可動ドッグの固定ドッグに対する当接位置を検出するステップと、固定ドッグ（２３）に対して当接している可動ドッグ（１７）の位置値から、前記限界位置を計算するステップが実装される。【選択図】図３

Description

本発明は、本質的に自動車用トランスミッションに関し、排他的にではないが具体的には、一方で内燃駆動機関を含み、他方で電気機械を含む自動車用のハイブリッドトランスミッションに関する。

しかし、本発明がこうした分野の用途のみに制限されないこと、及び本質的に、ギア切替時に固定ドッグと係合する可動ドッグ上で作動する動作システムを備える自動車用のギアボックスに関することは、留意されるべきである。

このタイプのギアボックスでは、動作システムが、エネルギー貯蔵手段を含む支援システムを用いている。このエネルギー貯蔵手段は、ドッグクラッチ接続またはドッグクラッチ切断が再び可能になったときにエネルギーを戻すために、可動ドッグの歯が固定ドッグの歯に対して当接したときに動作システムから得られるエネルギーを確実に貯蔵するものである。

可動ドッグの固定ドッグに対する移動は、ギアボックスの制御システムによって統御される。

このタイプのギアボックスに関連する問題のうちの１つは、可動クラッチがドッグクラッチ切断位置即ち係合解除位置にあると制御システムが判断したときに、可動ドッグが実際にその位置にあることを、可能な限り確実に、確保する必要があることである。これに失敗した場合、即ち、可動ドッグが係合解除位置にあると制御システムが判断したときに可動ドッグが固定ドッグと係合している場合、車両は、意図しない加速または減速を受ける可能性がある。

これを行うため、制御システムは、可動ドッグの移動の増大がドッグ間の歯の係合解除を生じさせる基準となる、ドッグ間の係合解除限界位置の実際値を、利用可能な状態で有していなくてはならない。

ディファレンシャルを用いて駆動エネルギーを車輪に伝える目的で、プライマリシャフトを電気モータのロータまたはアイドラスプロケットと係合させるため、連結システム、具体的にはドッグクラッチシステムを使用する、自動車用ハイブリッドトランスミッションの構造及び対応する制御方法について記載している、文献ＦＲ２９７７１９８及びＦＲ２９７３２９９が参照されてよい。しかし上記したように、このタイプのトランスミッションでは、ギアボックスの制御システムは、可動ドッグの係合解除位置を確実に確保することが可能ではない。

したがって、本発明の目的は、この欠点に対処することであり、具体的には、（より具体的にはこの位置の修正を可能にする目的で）車両の寿命にわたって、可動ドッグの係合解除限界位置からのあらゆる逸脱を付きとめることである。

したがって本発明は、自動車のトランスミッションの固定ドッグに対する可動ドッグの係合解除限界位置の制御方法を提示し、この制御方法は以下の各ステップを含む。
− 可動ドッグの位置値を取得するステップ、
− 所定の期間中の、可動ドッグの固定ドッグに対する当接位置を検出するステップ、及び
− 固定ドッグに対して当接している可動ドッグの位置から、前記限界位置を計算するステップ。

加えて、一実施形態では、限界位置の計算値と係合解除限界位置の較正値との差分が計算され、前記差分の計算結果は、係合解除限界位置からのあらゆる逸脱を検出するための閾値と比較される。

有利には、可動ドッグの位置値は、アクチュエータの実行の遅延に対応する遅延が適用されるようにして処理される。

変形形態では、可動ドッグの位置値は、測定センサによって得られる。

可動ドッグの位置を係合位置検出用の閾値と比較することが可能であり、次のステップは、ドッグが係合位置に移動されている場合に、前記限界位置の計算に進むことである。

本発明による制御方法の別の特徴的な特性によると、ドッグの当接位置は、可動ドッグの位置のフィルタリングされた導関数の計算及び、前記フィルタリングされた導関数と当接を検出するための閾値との比較に基づいて検出される。

具体的には、前記の特定の期間に関して、フィルタリングされた導関数が前記閾値を下回る場合に、当接位置を検出することが可能である。

第２の態様によると、本発明はまた、アクチュエータの動作によって、対応する固定ドッグのアセンブリに対して可動な、少なくとも１つの可動ドッグのアセンブリを備える、自動車用トランスミッションもその目的として有する。

前記トランスミッションは、可動ドッグの固定ドッグに対する係合解除限界位置を制御する手段を含み、この手段は、可動ドッグの位置値を取得する手段と、所定の期間中の可動ドッグの固定ドッグに対する当接位置を検出する手段と、固定ドッグに対して当接している可動ドッグの位置値から、前記係合解除限界位置を計算する計算手段とを含む。

したがって、一連の基準が満たされているとき、具体的には、固定ドッグに対する可動ドッグの当接位置の検出に関する基準が満たされているとき、固定ドッグに対して当接している可動ドッグの位置値に基づいて、可動ドッグの係合解除位置の限界値を計算することによって、動作メカニズムによって引き起こされる係合解除方向への可動ドッグの移動が、可動ドッグの係合解除をもたらす基準となる、係合解除限界位置に、計算された限界位置が密接に対応することを確保することが可能である。

本発明の、他の目的、特徴的な特性、及び利点は、単なる非網羅的な例としてのみ提供され、付随する図面に関連して作成されている以下の記載を熟読することによって、明らかとなるであろう。

自動車のトランスミッションの構造の図である。 一連のギア切替動作の原理を概略的に示す。 固定ドッグに対する可動ドッグの種々の位置を示す、基本的な図である。 可動ドッグの係合解除限界位置の変化を、概略的に示す。 本発明による制御方法の主要なフェーズを示す。

まず、自動車のトランスミッションの全体的な構造を示す図１を参照する。トランスミッションは、この場合、一方で内燃駆動機関を、他方で電気モータを備える、自動車用ハイブリッドトランスミッションからなる。

図１に示すトランスミッションは、フィルトレーションシステム（衝撃吸収ハブ、「ダンパー」、デュアルマスフライホイールまたは他の手段） ２によって、内燃機関（図示せず）のフライホイール３に直接接続された、プライマリソリッドシャフト１を含む。

ソリッドシャフト１は、第１のドッグ連結システム５によってシャフト１に接続されることが可能な、アイドラスプロケット４を携持する。プライマリホローシャフト６が、電気モータ７のロータに取り付けられている。ホローシャフト６は、２つの固定スプロケット８及び９を携持しており、連結システム５によってプライマリソリッドシャフトに取り付けられていてよい。セカンダリシャフト１０は、２つのアイドラスプロケット１１及び１２を携持しており、２つのアイドラスプロケット１１及び１２は、第２のドッグ連結システム１３によってプライマリシャフトに取り付けられ得る。同様に、セカンダリシャフト１０は、車両の車輪（図示せず）に取り付けられたディファレンシャル１６に向かって、固定スプロケット１４及びステップダウンスプロケット１５を携持する。

第１の連結手段５は、少なくとも以下の３つの位置を取る。
− 内燃機関が、電気モータ７を車輪に接続している駆動チェーンに連結されていない（位置１）、
− 電気モータのアシスト有または無で、内燃機関が車輪を駆動する（位置２）、及び
− 内燃機関と電気モータ７が、それぞれのトルクを車輪の方向に合算するように連結されている（位置３）。

ギア切替の動作のシーケンスの原理を示す図２を参照すると、自動車用のトランスミッションの５及び１３といった連結システムは、従来方法では、可動ドッグ１７を用いている。可動ドッグ１７の移動は、減速ギア２０、動作変換装置２１、及び、エネルギー貯蔵手段を含む支援メカニズム２２（この場合はスプリング）によって、固定ドッグに対する可動ドッグ１７の並進する移動を生じさせる電気モータ１９を備える、動作システム１８によって統御される。

ここで、固定ドッグ２３に対する可動ドッグ１７の様々な各位置を示す、図３を参照する。

上記のように、可動ドッグ１７は、動作手段１８の作動によって、矢印Ｆで示されるように、ニュートラル位置Ｉと係合位置ＩＩとの間を、係合解除限界位置に相当する中間位置ＩＩＩを通って、並進運動で移動する。可動ドッグ１７は、例えばここでは、固定ドッグ２３上に製造された対応する形状を有する歯と相互作用する長方形の歯を有するドッグからなる。ニュートラル位置Ｉでは、可動ドッグが固定ドッグから完全に係合解除されている。係合位置ＩＩでは、可動ドッグの歯が固定ドッグの歯と噛合している。中間位置ＩＩＩでは、可動ドッグが固定ドッグと係合しており、後続する可動ドッグの移動のフェーズが、可動ドッグの係合解除即ちドッグクラッチ切断位置である。

可動ドッグがドッグクラッチ接続の方向、即ち図３の右から左に移動するとき、及び固定ドッグと可動ドッグとが、互いにオフセットされていて歯と歯が当接しないときは、可動ドッグが係合解除位置から位置ＩＩの所まで直線的に動くということは、留意されるべきである。

逆に、可動ドッグの歯が固定ドッグの歯と当接しているときは、可動ドッグは固定されたままであり、エネルギー貯蔵装置のスプリング２２は圧縮されて、ドッグクラッチ接続が可能になったときに再び戻すように、動作システムによって生み出された機械的エネルギーを蓄積している。

いずれにせよ、このトランスミッション制御システムは、係合解除限界位置を考慮に入れた制御アルゴリズムを組み込んでいる。実際、トランスミッション制御システムが、可動ドッグが係合解除位置になるように可動ドッグの位置を統御し、したがってドッグがドッグクラッチ切断状態にあると判断しているとき、可動ドッグが効果的に係合解除されることが必要である。

したがって、制御システムは、係合解除限界位置を制御し、トランスミッションの正常な寿命にわたってこの係合解除限界位置からのあらゆる逸脱を特定し、より具体的にはこの係合解除閾値を修正するように適切にプログラムされたハードウェア及びソフトウェアを含む、ステップＥ（図４）を実装する。

上記制御ステップＥは、可動ドッグの位置に関する設定点値Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ、ドッグクラッチ接続要求信号Ｂ＿ｃｒａｂｏｔａｇｅ＿ｐｒｉｍ、及びドッグの位置に関する統合値を入力として受信し、統合された係合解除閾値Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆ、及び、基準閾値Ｂ＿ｄｉａｇ＿ｃｌａｗ＿ｏｆｆに対する係合解除閾値からの逸脱を表すブーリアン値を出力として提供する。

言い換えれば、ステップＥは、入力データから、ニュートラル位置“０”と係合位置の開始地点との間の距離ｄ（図３）を計算し、安全マージンを含む係合解除閾値からの逸脱を検出するため、この距離を工場内で較正された位置と比較する。

ここで、可動ドッグの係合解除限界値を決定するため、ギアボックス制御システムのステップＥによって実装される制御方法の主要フェーズに関して、図５を参照して記載される。

第一に、ドッグの位置に関する設定点値Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｐが、適切なセンサの使用によって提供され得ることは、留意されるべきである。

この設定点値は、同様に、動作システム１８の位置から導き出されても良い。にも関わらず、こうしたグロスの値は、位置に関する設定点の適用と、可動ドッグの実際の移動との間の遅延を考慮に入れるように、補正されるか統合されなければならない。

したがって、可動ドッグの位置に関する、遅延した設定点値Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ＿ｄｅｌａｙは、第１のステップ３０で以下のように規定される。
Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ−ｄｅｌａｙ（ｔ）＝１０００＊Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ（ｔ−ｔ＿ｄｅｌａｙ）ｗｉｔｈ０＜ｔ＿ｄｅｌａｙ≦１ｓｅｃｏｎｄ
ここでは、ｔ＿ｄｅｌａｙは、動作システムの作動による遅延を表す。

続くステップ３１では、ドッグクラッチ接続の要求がなされたかどうか、または言い換えれば、可動ドッグの位置に関する設定点値が、係合位置に関する設定点閾値よりも大きいかどうかが検出される。

言い換えれば、ドッグの位置に関する遅延した設定点が、例えば以下のように、係合位置に関する設定点閾値Ｓｅｕｉｌ＿ｅｎｇよりも大きいことを表す、ブーリアン値Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ＿ｄｅｌａｙ＿ｏｋが規定される。
Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ＿ｄｅｌａｙ＿ｏｋ＝１ ｉｆ ｜Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ＿ｄｅｌａｙ（ｔ）｜≧Ｓｅｕｉｌ＿ｅｎｇ ｗｉｔｈ ４．５≦６ｍｍ

以下のステップ３２及び３３では、可動ドッグが固定ドッグと当接するかどうかが検出される。

言い換えれば、ステップ３２で、例えば以下のように変数Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌが規定される。
Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＝Ｄｅｒｉｖ＿Ｆｉｌ（１０００＊Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ）
ここでは、Ｄｅｒｉｖ＿Ｆｉｌは、
１０ｍｓと５００ｍｓの間の時定数を有する、フィルタリングされた導関数である。

ステップ３３で、以下のように、上記のフィルタリングされた導関数が、閾値Ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｒよりも低く、それによって、スライディングギアがトゥースオントゥースの位置にロックされると判断されることを表す、ブーリアン変数Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｔｅｍｐが規定される。
Ｂ＿ｖｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｔｅｍｐ＝１ ｉｆ ｜Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ｜≦Ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｒ ｗｉｔｈ １≦Ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｒ≦５ｍｍ／ｓ

言い換えれば、可動ドッグが歯に当接する場合、可動ドッグの移動に関する値は相殺され、それによって、閾値Ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｒに関して、その導関数はゼロに近づく。

続くステップ３４で、例えば以下のように、ブーリアン変数Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｏｋが規定される。
Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｏｋ＝１ ｉｆ Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｔｅｍｐ＝１ ｆｏｒ ｔｅｍｐｏ＿ｃｏｎｆｉｒ ｗｉｔｈ ０＜ｔｅｍｐｏ＿ｃｏｎｆｉｒ≦１００ｍｓ

言い換えれば、１００ｍｓまでの十分な期間
ｔｅｍｐｏ＿ｃｏｎｆｉｒにわたって、可動ドッグがロックされたままであることが立証される。

続くステップ３５で、特定の数の所定の基準が満たされることが確保され、次のステップは、係合解除限界位置の実際の計算へと進む。

ブーリアン変数Ｂ＿ｔｒｉｇ＿ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｓｅｎｇが、例えば以下のように規定される。
Ｂ＿ｔｒｉｇ＿ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｓｅｎｇ＝１ ｉｆ Ｂ＿ｃｒａｂｏｔａｇｅ＿ｐｒｉｍ＝１
ＡＮＤ Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｓｐ＿ｄｅｌａｙ＿ｏｋ＝１
ＡＮＤ Ｂ＿ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ＿ｄｏｔ＿ｆｉｌ＿ｏｋ＝１

このフェーズでは、前のステップで、動作システムが作動し、係合解除の要求が実際に形成され、さらに可動ドッグが所定の期間中を含めて当接の位置にあると判定された場合には「１」に位置づけされる、ブーリアン変数が規定される。

もし上記が該当する場合は、次のステップは、係合解除閾値Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆの計算へと進むことである（ステップ３６）。

次いで、Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆが次の等式によって規定される。
Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆ＝Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｃｓ（ｔ＿ｔｒｉｇ）
ここでは、ｔ＿ｔｒｉｇは、Ｂ＿ｔｒｉｇ＿ｓｅｕｉｌ＿ｄｅｓｅｎｇが値０から１に変わる瞬間である。

言い換えると、計算された限界値は、可動ドッグが固定ドッグと当接している位置、即ち、先行のステップ３５で計算されたブーリアン変数がレベル１に代わる瞬間の、可動ドッグの統合された位置の設定点値に相当する。

続くステップ３７で、ブーリアン変数Ｂ＿ｄｉａｇ＿ｃｌａｗ＿ｏｆｆを計算することによって、基準閾値と比較した、係合解除閾値からの起こり得る逸脱の検出が行われる。

次に、Ｂ＿ｄｉａｇ＿ｃｌａｗ＿ｏｆｆが以下の等式によって規定される。
Ｂ＿ｄｉａｇ＿ｃｌａｗ＿ｏｆｆ＝１ ｉｆ ｜Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆ＿ｕ ｓｉｎ ｅ｜＞ｓｅｕｉｌ＿ｄeｖｉａｔｉｏｎ
ここでは、Ｃｌａｗ＿ｐｓｎ＿ｏｆｆ＿ｕｓｉｎｅは工場で設定された係合解除閾値であり、０＜ｓｅｕｉｌ＿ｄeｖｉａｔｉｏｎ≦１ｍｍである。

こうした逸脱が検出された場合、トランスミッション用制御システム内で新たな限界値を更新するか、または、メンテナンスのフェーズを開始する意図で警報を作動させるかの、いずれかが可能である。

Claims (8)

1. 自動車のトランスミッションの固定ドッグ（２３）に対する可動ドッグ（１７）の係合解除限界位置の制御方法であって、
   − 前記可動ドッグの位置値を取得するステップ、
   − 所定の期間中の、前記可動ドッグの前記固定ドッグに対する当接位置を検出するステップ、及び
   − 前記固定ドッグ（２３）に対して当接している前記可動ドッグ（１７）の前記位置値から、前記限界位置を計算するステップを含むことを特徴とする、方法。
2. 計算された前記限界位置と較正された係合解除限界位置との差分がさらに計算され、前記差分の計算結果は、前記係合解除限界位置からのあらゆる逸脱を検出するため閾値と比較される、請求項１に記載の方法。
3. 前記可動ドッグ（１７）の前記位置値は、アクチュエータ（１８）の実行の遅延に対応する遅延が適用されるようにして処理される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記可動ドッグ（１７）の前記位置値は、測定センサから得られる、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記可動ドッグの前記位置は、係合位置検出用の閾値と比較され、次のステップは、前記ドッグが前記係合位置に移動されている場合に、前記限界位置の計算に進むことである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ドッグ（１７）の前記当接位置は、前記可動ドッグの前記位置のフィルタリングされた導関数の計算に基づいて検出され、前記フィルタリングされた導関数は、当接を検出するための閾値と比較される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記所定の期間中の前記フィルタリングされた導関数が前記閾値を下回る場合に、当接位置が検出される、請求項６に記載の方法。
8. 対応する固定ドッグ（２３）のアセンブリに対して、アクチュエータ（１８）の動作によって可動である少なくとも１つのドッグ（１７）のアセンブリを含み、前記可動ドッグの前記固定ドッグに対する係合解除限界位置を制御する手段（Ｅ）を含み、前記可動ドッグ（１７）の位置値を取得する手段と、所定の期間中の前記可動ドッグ（１７）の前記固定ドッグ（２３）に対する当接位置を検出する手段と、前記固定ドッグに対して当接している前記可動ドッグの前記位置値から、前記係合解除限界位置を計算する計算手段とを含むことを特徴とする、自動車用トランスミッション。

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