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

結合装置の配置の確実性を監視する方法 Download PDF

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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で実際に始まる。ニュートラル命令は、t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)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
    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)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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