JP6771577B2 - 結合装置の配置の確実性を監視する方法 - Google Patents

Description

本発明は、トランスミッションにおいて、そのトランスミッションのシャフト上のピニオンの同期が駆動源を適切に制御することによって確保される場合に、機械的シンクロナイザなしにドグクラッチまたは爪クラッチ摺動歯車を介して行われるギアチェンジの作動確実性および快適性に関してトランスミッションを監視することに関する。

より正確には、本発明の主題は、ギアボックスの動力入力シャフトに回転方向に強固に連結され、このシャフト上で、アイドラピニオンと係合する２つの対向位置の間で中間ニュートラル位置の両側に軸方向に移動可能な、ギアボックスの結合装置の配置の確実性を監視する方法である。

本発明は、複数の駆動源、特に燃焼エンジンおよび１つまたは複数の電気機械を有するハイブリッド動力機構に、それに限定されないが、好ましい用途が見いだされる。

大部分の道路車両では、動力機構から車輪へのエネルギーの伝達は、複数の配置を伴うギアボックスを介して行われる。ある配置から別の配置への変更は、ギアボックスの様々な要素の同期を必要とする。２つの係合比（連結部）位置の間に、ピニオンの結合装置は「ニュートラル配置」を有し、そのニュートラル配置では、動力機構と車輪との間のエネルギーの伝達が遮断される。

結合装置に一体式機械的同期手段が設けられているとき、これら手段自体が、摺動歯車がピニオンに向かって変位する際に、摺動歯車のピニオンとの同期を確保する。

ピニオンの同期が、一体式機械的同期システムによって確保されないとき、その同期は、動力機構のモータ／エンジンの適切な制御によって確保することができる。いずれにしても、走行状態への同期の影響を最低限に抑えることが追及される。

同期が速度の調節に基づいて行われるとき、この同期のために用いられたエネルギーが車輪に伝達されないことを間違いなく確実にする必要がある。

本発明の目的は、同期フェーズが、車輪へトルクを伝達することなく行われることを確実にすることである。

この目的に則して、本発明は、変位装置の位置に関する主情報、および変位装置の変位設定によって結合装置のニュートラル配置を定義することを行い、そのニュートラル位置では、車輪へのトルクの伝達が実際に遮断され、装置がこの配置にあるときにのみ、ピニオンとの摺動歯車の同期の開始を可能にする。

好ましくは、位置冗長情報が、ニュートラル配置を確実にするために使用される。

本発明が、添付図面を参照して、本発明の具体的な非限定的実施形態の以下の説明を読むことによってより良く理解されるであろう。

車両の動的連繋を簡略化した図である。 提供される方法の全体線図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、摺動歯車とピニオンとのドグ同士の様々な相対位置の図である。 図３Ｃ及び図３Ｄは、摺動歯車とピニオンとのドグ同士の様々な相対位置の図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、シーケンスのタイミング線図である。

図１は、車両の駆動モータ／エンジン１、車両のギアボックス２、および車両の車輪３の間の、車両の単純化した動的連繋を概略的に示す。動力が、入力シャフト４を介してギアボックスに入り、車輪３に連結された出力シャフト５を介して出て行く。動力は、２つの異なる伝達比（連結部）を形成する２つの歯車シフトダウン６ａ、６ｂ；７ａ、７ｂのどちらかを介して、入力シャフト４から出力シャフト５に下りて行く。爪クラッチまたはドグクラッチ摺動歯車としても知られている結合装置８は、動力入力シャフト４に回転方向に強固に連結されている。この結合装置は、シャフト４上で軸方向に移動不可能な２つの速度ピニオンまたはアイドラピニオン６ａ、７ａのうちの１つに係合する２つの対向位置の間で、中間ニュートラル位置の両側に、このシャフト上で軸方向に移動可能である。結合装置８は、摺動歯車の位置に応じて、２つの係合配置ＬおよびＲを有する。

本発明の方法は、そのような結合装置の位置を監視する。その方法は、２つの冗長な情報を意図的に使用して、当該装置の配置を判断することを可能にする。主情報Ｆは、限界ＭｉｎとＭａｘとの間の、零を中心とする連続変数である。その変数は、結合装置の位置を示す。第１の情報に対して冗長で概括的な第２の情報ＦＲは、起こり得る２つの状態、すなわち「ニュートラル」または「非ニュートラル」を取る。

装置の事前解析は、以下の危険性に焦点を当てる。結合システムが結合している間に同期が行われた場合、運転者の意図に関係なく、決められた速度になるように動力機構が制御される。過渡フェーズ中、この制御が、望まない加速、または望まない減速を生じ得る。速度が安定しているとき、動力機構が、減速要求に適合しなくなる。

図２の線図では、下記の情報が取る値によって、初期状態「ｉｎｉｔ」から移行できる結合装置の様々な状態が定義されている。すなわち、それら情報は、
− ニュートラルでの０を中心とする、装置の位置主情報Ｆ、
− ニュートラルで値０を取り、ニュートラル以外で値１を取る、意図的に冗長な装置の位置情報ＦＲ、および
− 装置の変位設定Ｃ
である。

図２の線図は、アイドラ歯車の固定歯（ドグまたは爪）７ｃに対する摺動歯車の爪またはドグ８ｃの相対位置による、Ｆの値０、α、γ、およびδに対応する、装置の４つの特定の位置を示し、それら位置が、図３Ａ〜３Ｄに示されている。すなわち、
− 図３Ａはニュートラル位置に対応し、すなわちＦ＝０であり、
− 図３Ｂでは、Ｆ＝αであり、車輪へトルクが伝達されない−αと＋αの間の距離ｄ_ｂを定義するＦの適用値であり、
− 図３Ｃでは、Ｆ＝γであり、ドグ同士の重なり合いｄ_ｃが、連結部の係合を確実にするには不十分である、係合上の問題を検出するＦの適用値であり、
− 図３Ｄでは、Ｆ＝δであり、重なり合いｄ_ｄが、連結部の係合を確実にするのに十分であるＦの適用値である。

図２の初期位置「ｉｎｉｔ」は当然未知である。車輪へのトルクの伝達が実際に遮断されているときの、結合装置のニュートラル配置は、摺動歯車の位置主情報Ｆ、および摺動歯車の変位設定Ｃによって定義される。左連結部の係合設定はＬによって示され（Ｃ＝Ｌ）、右連結部の係合設定はＲによって示される（Ｃ＝Ｒ）。

装置は、不確実な係合状態を通過し、そのとき、係合設定Ｒ、Ｌを送信し、または非ニュートラル主情報Ｆと共にニュートラル設定Ｎを送信する。係合設定Ｌ、すなわちＣ＝Ｌ、またはニュートラル設定Ｃ＝Ｎで負の位置情報Ｆ＜０を伴えば、装置を、左側の不確実係合状態「不確実Ｌ」に位置させる。同様に、Ｃ＝Ｒまたは「Ｃ＝ＮおよびＦ≧０」であれば、装置を、右側の不確実係合「不確実Ｒ」に位置させる。「不確実Ｒ」は、Ｆ＞δであれば、設定Ｃ＝Ｒによる「係合Ｒ」に変化する。同様に、「不確実Ｌ」は、Ｆ＜−δおよびＣ＝Ｌであれば、設定Ｃ＝Ｌによる「係合Ｌ」に変化する。「係合Ｌ」は、Ｃ＝ＮまたはＦ＞−γであれば、変化して「不確実Ｌ」に戻り、「係合Ｒ」は、Ｃ＝ＮまたはＦ＜γであれば、変化して「不確実Ｒ」に戻る。「不確実Ｌ」から「不確実Ｒ」への変化は、設定Ｃ＝Ｒに従い、逆の変化は、設定Ｃ＝Ｌに従う。求められるニュートラル配置または「確実ニュートラル」は、「不確実Ｌ」から設定Ｃ＝Ｎおよび−α＜Ｆ＜α、または「不確実Ｒ」から設定Ｃ＝Ｎおよび−α＜Ｆ＜αのどちらかによって達成される。逆に、確実ニュートラルは、設定Ｃ＝ＬまたはＣ＝Ｒによって変化して不確実状態に戻る。

このように、
− ニュートラル配置は、設定Ｃがニュートラルであり、位置主情報Ｆが、トルクが伝達されないことを確証することを可能にする領域［−α，＋α］にあるとき、確定され、
− 位置主情報が、係合を確証する適用値（δ）を取る場合、不確実係合状態から係合状態（Ｒ、Ｌ）への結合装置の変化が検出され、
− 逆に、位置主情報が、非係合を確証する適用値（γ）を取る場合、係合状態（Ｒ、Ｌ）から不確実係合状態への装置の変化が検出される。

本発明に従えば、連結部を係合するための、２つのピニオン６ａ、７ａの１つとの摺動歯車の同期の開始は、結合装置がニュートラル配置にあるときに可能になる。本方法は、２つの特定の経過時間τおよびτ_２を考慮し、それぞれ、確実ニュートラル逸脱の確認時間および不確実状態の確認時間であり、不確実状態の確認時間τ_２後に［−α，＋α］の外に位置主情報（Ｆ）が残っている場合、結合装置の不具合が検出される。

ニュートラル配置は、装置のニュートラルまたは非ニュートラル配置に関する冗長情報ＦＲによって確実にされる。結合装置がニュートラル配置にある間に、冗長情報ＦＲが確認時間τの間、非ニュートラル値に維持されると、ニュートラル状態の不具合と確定される。ニュートラル位置の不具合（「確実ニュートラルの不具合」）は、確認経過時間τの間、Ｆ＜−αまたはＦ＞αである場合、または確認経過時間τの間、冗長情報ＦＲが「非ニュートラル」に変化する場合に、検出される。この不具合は、また、位置主情報が、トルクが伝達されないことを確証することを可能にする領域［−α，＋α］の外に維持されることによっても、検出することができる。いずれの場合にも、不具合状態は、同期を停止することを伴う。

さらに、左方不具合（「不確定な（Ｌ）不具合」）が、τ_２の間、Ｆ＞αの場合に「不確実Ｌ」から検出され、または右方不具合（「不確定な（Ｒ）不具合」）が、τ_２の間、Ｆ＜−αの場合、「不確実Ｒ」から検出される。

図４Ａは、不具合の確認されない、本方法のシーケンスを示す。ニュートラル命令の時点ｔ_０で、結合装置は「Ｒ係合」状態を離れて、「不確実Ｒ」へ変化する。同期は、ニュートラル配置が達成されたときのｔ_１で実際に始まる。ニュートラル命令は、ｔ_１後に破棄される。冗長情報ＦＲがニュートラルに変化することによって、ニュートラル配置が確認される。

図４Ｂでは、同期の開始ｔ_１から測定されたニュートラル配置逸脱の確認時間τの終了時点で、不具合が確認される。上記のように、位置主情報Ｆが、不確実状態の確認時間τ_２後に範囲［−α，＋α］の外に残っている場合、ニュートラル配置の不具合が検出される。

要約すると、動力機構および同期開始を監視するために考慮される配置が、主情報Ｆおよび要求位置（設定Ｃ）から得られる。主情報Ｆがニュートラル配置を示すとすぐに、同期を開始することができる。冗長情報ＦＲは、ニュートラル配置を確実にするために使用される。ニュートラル不具合状態への変化は、確認時間の後、たとえば同期を停止するなど、車両を安全な状態に保つための安全手順を開始することを可能にする。

本発明は多くの利点を有する。特に、本発明は、高度な確実性をもって、車両の走行状態への同期の影響を最低限に抑え、望ましくない加速または減速の回避を可能にし、運転快適性を最大限に高める。

冗長情報ＦＲが、位置主情報Ｆほど厳密でなく緩慢でよいので、ギアボックスを監視するシステムへの束縛が抑制される。本発明によって、モータ／エンジンの制御によって同期が調節されるギアボックス構成における確実性要件が、複雑なシステムを要さずに監視される。

Claims (9)

1. ギアボックスの動力入力シャフト（４）に回転方向に強固に連結され、前記シャフト上で、アイドラピニオン（６ａ、７ａ）と係合する２つの対向位置の間で中間ニュートラル位置の両側に軸方向に移動可能な摺動歯車（８ｃ）を備えるギアボックスの結合装置（８）内の配置を制御する方法において、
   前記結合装置（８）がニュートラル配置であることを、前記摺動歯車の位置主情報（Ｆ）および前記摺動歯車の変位設定（Ｃ）に加えて、前記結合装置（８）のニュートラルまたは非ニュートラル状態に関する冗長情報（ＦＲ）によって確認し、
   前記ニュートラル配置では、車輪へのトルクの伝達が遮断され、
   ピニオン（６ａ、６ｂ）と前記摺動歯車の同期の開始が、前記結合装置（８）が前記ニュートラル配置にあるときにのみ可能になる
   ことを特徴とする制御方法。
2. 前記結合装置が制御システムへ、前記結合装置が係合状態（Ｒ）で係合設定（Ｒ）を送信する場合、前記結合装置が係合状態（Ｌ）で係合設定（Ｌ）を送信する場合、及び前記結合装置が前記ニュートラル配置でニュートラル設定（Ｎ）を送信する場合を除き、前記変位設定（Ｃ）として係合設定（Ｒ、Ｌ）を送信し、または前記位置主情報（Ｆ）と共に前記変位設定（Ｃ）としてニュートラル設定（Ｎ）を送信すると、前記結合装置が不確実な係合状態を通過することが確認されることを特徴とする、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記変位設定（Ｃ）がニュートラル設定（Ｎ）であり、前記位置主情報（Ｆ）が、トルクが伝達されないことを確証することを可能にする領域（［−α，＋α］）にあるとき、前記結合装置（８）が前記ニュートラル配置であることが確定されることを特徴とする、請求項２に記載の制御方法。
4. 前記結合装置（８）が前記ニュートラル配置にある間に、前記冗長情報（ＦＲ）が、確認時間（τ）の間、非ニュートラル値に維持されると、前記ニュートラル配置の不具合が検出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制御方法。
5. 前記位置主情報（Ｆ）が、トルクが伝達されないことを確証することを可能にする領域（［−α，＋α］）の外に維持されることによっても、前記ニュートラル配置の前記不具合が検出されることを特徴とする、請求項４に記載の制御方法。
6. 前記ニュートラル配置の前記不具合が検出されると、前記同期を停止することを伴うことを特徴とする、請求項４または５に記載の制御方法。
7. 前記位置主情報（Ｆ）の絶対値が、係合を確証する適用値（δ）以上の値を取る場合、不確実な係合状態から係合状態（Ｒ、Ｌ）への前記結合装置（８）の変化が、検出されることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の制御方法。
8. 前記位置主情報（Ｆ）の絶対値が、非係合を確証する適用値（γ）以下の値を取る場合、係合状態（Ｒ、Ｌ）から不確実な係合状態への前記結合装置（８）の変化が、検出されることを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の制御方法。
9. 前記位置主情報（Ｆ）が、不確実な係合状態の確認から確認時間（τ_２）が経過しても領域（［−α，＋α］）の外に残る場合、前記結合装置（８）の不具合が検出されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御方法。

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