JP7122304B2 - Method and apparatus for controlling semi-automatic gearboxes for hybrid motor vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動ギアボックスの制御の分野に関する。 The present invention relates to the field of control of semi-automatic gearboxes for hybrid motor vehicles with electric traction and internal combustion engines.
燃料の節減および汚染物質排出の制限に対して急増する要求を満たすために、現今、ハイブリッド自動車両が益々普及している。これら車両のかなりの部分に、電気牽引機および内燃機関を備えるパワートレインが用いられている。 Hybrid motor vehicles are now becoming increasingly popular to meet the burgeoning demand for fuel economy and pollutant emission limits. A significant portion of these vehicles use powertrains with electric traction and internal combustion engines.
複数の回転エネルギー源を有することは、新たな束縛を生じさせ、特に、単一の回転エネルギー源を備える旧来の車両の従来の伝動装置と比較して、パワートレイン内の回転エネルギーの伝動装置の複雑さが増加する。特に複数のプライマリシャフトの存在によってもたらされるギアボックスの複雑さが、非ハイブリッド車両用の旧来のギアボックスよりも大幅に多数のギア比の存在を可能にする。詳細には、そのようなギアボックスは、電気牽引機のみが駆動輪を駆動する純粋に電気的なギア比のシフト、内燃機関のみが駆動輪を駆動する純粋に熱的な推進ギア比のシフト、ならびに電気牽引機および内燃機関の両方が駆動輪を駆動するハイブリッドギア比のシフトを可能にする。 Having multiple sources of rotational energy creates new constraints on the transmission of rotational energy in the powertrain, especially compared to conventional transmissions in older vehicles with a single source of rotational energy. Increased complexity. The complexity of the gearbox, especially given by the presence of multiple primary shafts, allows for a significantly greater number of gear ratios than traditional gearboxes for non-hybrid vehicles. In particular, such gearboxes can be used for purely electric gear ratio shifts, where the electric traction machine alone drives the drive wheels, and for purely thermal propulsion gear ratio shifts, where the internal combustion engine drives the drive wheels only. , as well as a hybrid gear ratio shift in which both the electric traction machine and the internal combustion engine drive the drive wheels.
この複雑さに対応するために、ハイブリッドモータ車両には、各回転エネルギー源に関係するプライマリシャフトを備える半自動式ドッグギアボックスが通常設けられ、プライマリシャフトは、パワートレインのディファレンシャルに連結されたセカンダリシャフトと協働する。ギアボックスは、様々な半自動式ギア比のシフトを管理することが機能である制御装置を備える。 To accommodate this complexity, hybrid motor vehicles are typically provided with a semi-automatic dog gearbox with a primary shaft associated with each rotational energy source, the primary shaft being a secondary shaft coupled to the powertrain differential. collaborate with The gearbox is equipped with a controller whose function is to manage the shifting of various semi-automatic gear ratios.
制御装置は、一般に、車両の移動速度、パワートレインのディファレンシャルに供給される動力など、車両に関する様々な情報の関数としてのギア比の値を格納するマップを備える。したがって、制御装置は、マップ用のインプットとして供給されるべき情報を収集し、この情報をマップへ供給し、マップによって送出されるギア比値を収集する。このようにして、制御装置は、絶え間なく、どのギア比を取るべきかを決定し、その結果、ギア比のシフトを行う必要があるか否かを決定する。ギア比のシフトを行う必要がある場合、制御装置は、対応するギア比にシフトするように半自動式ギアボックスを制御する。 The controller typically includes a map that stores gear ratio values as a function of various information about the vehicle, such as the speed of travel of the vehicle, the power supplied to the powertrain differential, and the like. Thus, the controller collects the information to be supplied as input for the map, feeds this information to the map, and collects the gear ratio values sent by the map. In this way, the controller constantly determines which gear ratio to take and, consequently, whether a gear ratio shift needs to be made. If a gear ratio shift is required, the controller controls the semi-automatic gearbox to shift to the corresponding gear ratio.
パワートレイン内でのエネルギーの伝達品質をさらに向上させるために、ハイブリッド車両用の一部の半自動式ギアボックスでは、2つの別個の純粋電気ギア比が可能である。本記述を通して、純粋電気ギア比とは、パワートレインの電気牽引機のみが、車両のディファレンシャルおよび駆動輪に機械的に連結され、それらを駆動する比であると理解されたい。 To further improve the quality of energy transmission in the powertrain, some semi-automatic gearboxes for hybrid vehicles allow two separate purely electric gear ratios. Throughout this description, a purely electric gear ratio is understood to be a ratio at which only the electric traction machine of the powertrain is mechanically coupled to and drives the differential and drive wheels of the vehicle.
しかし、そのようなギアボックスは、充分な満足をもたらさない。実際には、2つの純粋電気ギア比間のシフトに際して、ドッグ型ギアボックスの使用により、シフトの途中でディファレンシャルに供給されるトルクがゼロに落ちてしまう。そのため、運転者が加速を要求したのに減速し、あるいは運転者がアクセルペダルから足を外したのに制動が働かないといった、運転者にとって不快な感覚がもたらされる。 However, such gearboxes do not provide full satisfaction. In practice, when shifting between two purely electric gear ratios, the use of a dog -type gearbox causes the torque supplied to the differential to drop to zero mid-shift . Therefore , the driver feels uncomfortable when the driver requests acceleration but the vehicle decelerates, or when the driver takes his/her foot off the accelerator pedal but the brake does not work .
上記を鑑みて、本発明の目的は、上述の欠点を緩和する、ハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスの制御装置を提案することである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the object of the present invention is to propose a control device for a semi-automatic gearbox for a hybrid motor vehicle, which alleviates the drawbacks mentioned above.
より詳細には、本発明の目的は、自動車両による燃料消費量および汚染物質排出の最適化を続け、車両のパワートレイン内の容積を最低限に抑えながら、2つの純粋ギア比間のシフト時に生じる不快感の発生を防止することである。 More particularly, the object of the present invention is to continue optimizing fuel consumption and pollutant emissions by motor vehicles, while minimizing volume within the vehicle's powertrain while shifting between two pure gear ratios. It is to prevent the occurrence of discomfort that occurs.
このために、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスを制御する装置が提案され、前記ギアボックスは、2つの別個の純粋電気ギア比を可能にし、車両の速度を測定する手段と、測定された車両の速度および車両のディファレンシャルに供給される動力の関数としてのギア比の値を格納するマップとを備える。 To this end, a device has been proposed for controlling a semi-automatic gearbox for a hybrid motor vehicle with electric traction and internal combustion engine, said gearbox allowing two separate purely electric gear ratios and measuring the speed of the vehicle. and a map storing gear ratio values as a function of measured vehicle speed and power supplied to the vehicle differential.
この制御システムは、全般的特徴の1つによれば、第1の純粋電気ギア比から第2の純粋電気ギア比へシフトする状況にギアボックスを構成するシステムをさらに備え、前記構成システムは、内燃機関のシャフトの回転を制御することができる第1の制御モジュールと、内燃機関のシャフトが前記ディファレンシャルと機械的に連結されるトランジションギア比を係合することができる第2の制御モジュールと、電気牽引機への電力供給を変更することができる第3の制御モジュールとを備える。 The control system, according to one of its general characteristics, further comprises a system for configuring the gearbox in the situation of shifting from the first purely electric gear ratio to the second purely electric gear ratio, said configuring system comprising: a first control module capable of controlling the rotation of the shaft of the internal combustion engine and a second control module capable of engaging a transition gear ratio in which the shaft of the internal combustion engine is mechanically coupled with the differential; and a third control module capable of altering the power supply to the electric traction machine.
そのような制御装置を装備された半自動式ギアボックスは、特に、トランジションギア比の係合、ならびに電気牽引機の電力供給および内燃機関のシャフトの回転の適切な制御が寄与して、2つの純粋電気ギア比間のシフト時に運転者が感じる不快感を大いに緩和し、さらには除去することを可能にする。 A semi-automatic gearbox equipped with such a control device, in particular, contributes to the engagement of the transition gear ratio and the appropriate control of the power supply of the electric traction machine and the rotation of the shaft of the internal combustion engine, to achieve two pure It makes it possible to greatly reduce or even eliminate the discomfort felt by the driver when shifting between electric gear ratios.
一実施形態によれば、第1の制御モジュールは、内燃機関のシャフトの回転を制御するために、車両のオルタネータ-スタータに電力供給をすることができ、前記オルタネータ-スタータは、内燃機関のシャフトに機械的に連結されている。 According to one embodiment, the first control module may power an alternator-starter of the vehicle for controlling rotation of the shaft of the internal combustion engine, said alternator-starter being adapted to control the rotation of the shaft of the internal combustion engine. mechanically connected to
内燃機関の回転を制御するためにオルタネータ-スタータを使用することによって、車両のパワートレイン内に追加の容積が生じるのを避けながら、自動車両による燃料消費量および汚染物質の排出が極めて著しく最適化される。 The use of an alternator-starter to control the rotation of the internal combustion engine has significantly optimized fuel consumption and pollutant emissions by motor vehicles while avoiding additional volume within the vehicle's powertrain. be done.
別の実施形態によれば、構成システムは、トランジションギア比と同時に第1の純粋電気ギア比が係合されるとき、および/またはトランジションギア比と同時に第2の純粋電気ギア比が係合されるとき、電気牽引機と内燃機関のシャフトとの間のトルクの切替えを制御するように構成された第4の制御モジュールをさらに備える。 According to another embodiment, the configuration system is such that when the first purely electric gear ratio is engaged simultaneously with the transition gear ratio and/or the second purely electric gear ratio is engaged simultaneously with the transition gear ratio. and a fourth control module configured to control the switching of torque between the electric traction machine and the shaft of the internal combustion engine when the engine is running.
そのようなトルクの切替えの実施が寄与して、運転者が感じる不快感を緩和し、さらには消滅させることが、著しく簡単かつ確実な形で可能になる。トルクの切替えは、たとえば、内燃機関が動いているときには、電気牽引機から内燃機関へ、さらには、内燃機関が噴射遮断モードのときには、別の構成要素、たとえばオルタネータ-スタータへ実施することができる。 Such a torque switching implementation contributes to making it possible in a significantly simpler and more reliable manner to reduce or even eliminate the discomfort felt by the driver. The switching of torque can be carried out, for example, from the electric traction machine to the internal combustion engine when the internal combustion engine is running, and also to another component, for example the alternator-starter, when the internal combustion engine is in injection cutoff mode. .
有利には、第4の制御モジュールは、トランジションギア比と同時に第1の純粋電気ギア比が係合されるとき、電気牽引機から内燃機関のシャフトへのトルクの切替えを制御し、トランジションギア比と同時に第2の純粋電気ギア比が係合されるとき、内燃機関のシャフトから電気牽引機へのトルクの切替えを制御するように構成されている。 Advantageously, the fourth control module controls the transfer of torque from the electric traction machine to the shaft of the internal combustion engine when the first purely electric gear ratio is engaged simultaneously with the transition gear ratio, At the same time, when the second purely electric gear ratio is engaged, it is arranged to control the transfer of torque from the shaft of the internal combustion engine to the electric traction machine.
別の実施形態では、第1の制御モジュールは、内燃機関に関して、車両の測定速度に対応する第1の同期速度を計算し、内燃機関の回転速度を、第1の同期速度に実質的に等しくなるように調節することが可能である。 In another embodiment, the first control module calculates a first synchronous speed corresponding to the measured speed of the vehicle for the internal combustion engine, and sets the rotational speed of the internal combustion engine substantially equal to the first synchronous speed. It is possible to adjust so that
別の実施形態では、第3の制御モジュールは、電気牽引機に関して、車両の測定速度に対応する第2の同期速度を計算し、電気牽引機の回転速度を、第2の同期速度に実質的に等しくなるように調節することが可能である。 In another embodiment, the third control module calculates a second synchronous speed corresponding to the measured speed of the vehicle for the electric traction machine, and adjusts the rotational speed of the electric traction machine substantially to the second synchronous speed. can be adjusted to be equal to
有利には、前記第1の制御モジュールは、前記内燃機関を噴射遮断モードに保った状態で、内燃機関のシャフトの回転を制御する手段を備える。 Advantageously, said first control module comprises means for controlling the rotation of the shaft of the internal combustion engine while keeping said internal combustion engine in injection cutoff mode.
有利には、第1の制御モジュールは、前記内燃機関の噴射遮断を維持すると同時に内燃機関のシャフトの回転を制御するとき、スロットルバルブの開度および/またはカムシャフトシフタの作動を制御するようにさらに構成されている。 Advantageously, the first control module is adapted to control the opening of the throttle valve and/or the actuation of the camshaft shifter when controlling the rotation of the shaft of the internal combustion engine while maintaining injection cutoff of said internal combustion engine. further configured.
そのような構成は、内燃機関が噴射遮断モードにあるときに回転駆動される内燃機関のポンピングによるエネルギー損失の発生を防止することを可能にする。これが、運転者が感じるより良い感覚、ならびに車両による燃料消費量および汚染物質の排出の最適化を生じさせる。 Such a configuration makes it possible to prevent the occurrence of energy losses due to the pumping of the rotationally driven internal combustion engine when the internal combustion engine is in the injection cutoff mode. This results in better sensations felt by the driver and optimization of fuel consumption and pollutant emissions by the vehicle.
好ましくは、第1の制御モジュールが、内燃機関によって発生する振動を推定し、推定された振動の関数として補正項を計算することが可能な推定装置をさらに備える。 Preferably, the first control module further comprises an estimator capable of estimating vibrations generated by the internal combustion engine and calculating a correction term as a function of the estimated vibrations.
有利には、第1の制御モジュールが、内燃機関のシャフトの回転速度および/またはトルクを閉ループ調節システムによってサーボ制御するハードウェアおよびソフトウェア手段を備える。 Advantageously, the first control module comprises hardware and software means for servo-controlling the rotational speed and/or torque of the shaft of the internal combustion engine by means of a closed-loop regulation system.
別の態様によれば、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスを制御する方法であり、前記ギアボックスが、2つの別個の純粋電気ギア比を可能にする、方法であって、制御の初期化のために、第1の純粋電気ギア比から第2の電気ギア比へのシフト状況の状態を検出し、内燃機関のシャフトの回転を制御して、トランジションギア比を係合し、その係合で、第1の純粋電気ギア比と第2の純粋電気ギア比との間のシフトに際し、電気機械によって供給されるトルクを中断するために、内燃機関のシャフトを車両のディファレンシャルに機械的に連結する、方法が提案される。 According to another aspect, a method of controlling a semi-automatic gearbox for a hybrid motor vehicle comprising an electric traction machine and an internal combustion engine, said gearbox allowing two separate purely electric gear ratios. detecting the state of the shift situation from the first purely electric gear ratio to the second electric gear ratio for the initialization of the control, controlling the rotation of the shaft of the internal combustion engine to set the transition gear ratio; the shaft of the internal combustion engine to the vehicle for engagement and, on engagement, interrupting the torque supplied by the electric machine upon shifting between the first pure-electric gear ratio and the second pure-electric gear ratio. A method is proposed to mechanically couple the differential of the
本発明の他の目的、特徴および利点が、単に非限定的例として示され、添付図面を参照して示された以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。 Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given purely by way of non-limiting example and given with reference to the accompanying drawings.
図1を参照すると、ギアボックス2が概略的に示されている。ギアボックス2の機能は、ハイブリッド自動車両(図示せず)のパワートレイン(図示せず)内での機械的エネルギーの伝達の切替えを確実に行うことである。
Referring to FIG. 1, a
パワートレインは、中実プライマリエンジンシャフト6が設けられた内燃機関4を備える。パワートレインは、また、中空プライマリエンジンシャフト10を回転駆動することが可能な電気牽引機8を備える。中実プライマリシャフト6は、中空プライマリシャフト10の内部に挿入され、それによって、シャフト6および10の十分で嵩張らない案内が確実になる。ただし、中空プライマリシャフト6の内部に挿入された中実プライマリシャフト10を考え、さらには、異なる案内手段によって互いに平行に配置された2本のプライマリシャフトを想定しても、本発明の範囲から逸脱しない。
The powertrain comprises an internal combustion engine 4 provided with a solid primary engine shaft 6 . The powertrain also includes an electric traction machine 8 capable of driving a hollow
パワートレインは、また、ベルト14および伝動シャフト16を介して内燃機関4に連結されたオルタネータ-スタータ12を備える。図示された例では、動力の機械的伝達がベルトによって行われているが、たとえば中間ギアなど、いかなる他の機械的動力伝達手段を使用することも、本発明の範囲から逸脱することなく、当然可能である。オルタネータ-スタータ12の第1の機能は、たとえばエンジン4を始動するために、エンジンシャフト6の回転を駆動することである。オルタネータ-スタータ12の第2の機能は、自動車両の様々な必要性に対して電気エネルギーを生成するために、エンジン4が作動しているときにエンジンシャフト6の回転エネルギーを取り出すことである。
The powertrain also comprises an alternator-
ギアボックス2は、セカンダリシャフト18を備える。セカンダリシャフト18の機能は、機械的エネルギーをプライマリシャフト6および10から車両の駆動輪(図示せず)へ伝達することである。セカンダリシャフト18は、減速ギア(図示せず)を用いてディファレンシャル(図示せず)のクラウンブリッジ(図示せず)と機械的に連結される。ディファレンシャルは、供給された機械的エネルギーを車両の駆動輪間に分配する。
Gearbox 2 comprises a
プライマリシャフト6には2つのアイドルギア20および22が設けられている。プライマリシャフト10としては、2つの固定ギア24および26が設けられている。セカンダリシャフト18は、軸方向にこの順序に配置される、アイドルギア20と噛合する固定ギア28、アイドルギア22と噛合する固定ギア30、固定ギア24と噛合するアイドルギア32、および固定ギア26と噛合するアイドルギア34を備える。伝動シャフト16は、固定ギア24と噛合するアイドルギア36、およびアイドルギア20と噛合するアイドルギア38を備える。
Two
様々なギア比のシフトを係合するために、ギアボックス2は、伝動シャフト16に取り付けられた第1の摺動ドッグギア40を備える。摺動ギア40は、シャフト16に対してアイドルギア36および38を連動させることが可能である。ギアボックス2は、プライマリシャフト6に取り付けられた第2の摺動ドッグギア42を備える。摺動ギア42は、シャフト6にギア20および22を咬合連動させることが可能である。ギアボックス2は、セカンダリシャフト18に取り付けられた第3の摺動ドッグギア44を備える。摺動ギア44は、シャフト18にアイドルギア32および34を連動させることが可能である。
To engage the various gear ratio shifts, the
ギアボックス2は半自動式になされ、すなわち、ギアボックス2の作動は手動ボックスの作動であるが、ギア比のシフトは自動式である。言い替えれば、摺動ギア40、42、および44が、たとえば自動化作動フォークなどの自動式機械アクチュエータによって動かされる。
The
制御装置46が、ギアボックス2を確実に制御するために設けられる。より詳細には、制御装置46は、摺動ギア40、42、および44のアクチュエータの制御を行うことができる。このようにして、制御装置46は、ギアボックス2のギア比のシフトを制御することができる。
A
制御装置46は、常に、車両の走行および運転状態においてギアボックス2が係合する必要のあるギア比を決定することができる。これを行うことを可能にするために、装置46は、自動車両の移動速度VVEHの検出器48、およびパワートレインのディファレンシャルに供給される動力εの検出器50を備える。動力εは、その代わりに、減速ギア(図示せず)の歯が加える必要のある力(ニュートンで)の形態、またはディファレンシャルクラウンに供給されるトルク(ニュートン-メートルで)の形態で表すことができる。検出器48および50は、有利には、速度VVEHおよび動力εの情報を収集する車両のエンジン制御装置に結合される。たとえば、エンジン制御装置または検出器50は、運転者のアクセルペダルへの圧力を考慮することができる。
The
装置46は、また、速度VVEHおよび動力εの関数としてのギア比の値を格納するマップ52を備える。VVEHおよびεの情報が入力として入ると、マップ52は、入力された値に対応する走行および運転状態に適したギア比の値を送出する。言い替えれば、送出されるギア比の値は、走行および運転状態において車両の最適な作動を確保するために、ギアボックス2が係合する必要のある比に対応する。
図2は、制御装置46用のマップ52の例を示すグラフを示す。マップ52は、速度VVEHの様々な値に対応するx軸、および動力εの様々な値に対応するy軸を備えるグラフの形で概略的に表されている。
FIG. 2 shows a graph showing an
グラフは、特定のギア比にそれぞれ対応する領域を定める複数の曲線を備える。異なる曲線および異なる領域を示すマップを想定することは、当然、本発明の範囲から逸脱しない。 The graph comprises a plurality of curves defining regions each corresponding to a particular gear ratio. It would of course not depart from the scope of the invention to envisage maps showing different curves and different regions.
領域EV1は、アイドルギア34が連動されるギア比EV1に対応する。すなわち、プライマリシャフト10のみが、セカンダリシャフト18と機械的に連結される。言い替えれば、ギア比EV1は、純粋電気ギア比である。
Region EV1 corresponds to gear ratio EV1 with which
領域EV2は、やはり純粋電気であるギア比EV2に対応する。比EV2に従って、アイドルギア32が連動される。比EV2は、比EV1の伝達比より大きい伝達比を有するので、比EV2は、低い方のギア比である比EV1に対して高い方のギア比である。
Region EV2 corresponds to gear ratio EV2, which is also purely electric. The
対(i,j)が何であれ、領域HEVijは、プライマリシャフト10およびプライマリシャフト6の両方がセカンダリシャフト18に機械的に連結されるハイブリッドギア比HEVijに対応する。比HEVijは、i=2であればアイドルギア22が連動され、i=3であればアイドルギア38が連動され、i=4であればアイドルギア20が連動されるギア比に対応する。さらに、j=1であればアイドルギア34が連動され、j=2であればアイドルギア32が連動される。
Whatever the pair (i,j), region HEVij corresponds to a hybrid gear ratio HEVij in which both
したがって、たとえば、比HEV21は、アイドルギア22および34がそれぞれ摺動ギア42および44によって連動されるギア比に対応する。
Thus, for example, ratio HEV21 corresponds to the gear ratio at which idle gears 22 and 34 are engaged by sliding
制御装置46は、構成システム54を備え、その構成システム54の機能は、2つの比EV1とEV2との間でシフトする状況が生じたとき、ギアボックス2を配列することであり、両シフト方向でそれを行う。構成システム54が、図3に概略的に示されている。
The
システム54は、第1の制御モジュール56、第2の制御モジュール58、第3の制御モジュール60、および第4の制御モジュール62を備える。
モジュール56は、オルタネータ-スタータ12の電力供給を制御することができ、それによって、オルタネータ-スタータ12の出力におけるトルクおよび回転速度を制御する。オルタネータ-スタータ12とシャフト6との一定の減速比が分かっているので、モジュール56は、エンジン4が噴射遮断モードのとき、エンジン4のプライマリシャフト6の回転を駆動することができる。さらに、モジュール56は、プライマリシャフト6のトルクT6および回転速度ω6を正確に制御することができる。
The
モジュール56には、内燃機関4のポンピングによるエネルギーの損失を管理するシステム64が設けられている。実際に、エンジン4が停止している間にシャフト6を回転駆動すると、そのエンジン4内のポンピングによって著しいエネルギーの損失を生じる。管理システム64は、ポンピングによるエネルギー損失が生じるにも拘らず、トルクT6および速度ω6を正確に制御することを可能にする。
管理システム64は、エンジン4に関するスロットルバルブ(図示せず)の開度を制御することができるように内燃機関4に連結されている。さらに、管理システム64は、ポンピングによるエネルギー損失を最小限に抑える適切な位置に応じて、エンジン4のカムシャフトシフタ(図示せず)の作動を制御することができる。
さらにいっそう正確な制御を確保するために、システム64は、トルクT6およびω6の調節を閉ループモードで実行することができる。これにより、運転者にとって快適感がさらに向上する結果になる。このために、システム64は、エンジン4が発生する振動の推定装置(図示せず)を備え得る。そのような推定装置は、たとえば、オルタネータ-スタータ12の回転速度の関数として振動値が格納されたマップを備え得る。推定装置は、また、エンジン4が発生する振動に対する補正項を計算することができる。その補正項は、制御モジュール56によって収集され、制御モジュール56は、オルタネータ-スタータ12の動力供給信号の生成においてその補正項を考慮に入れる。
To ensure even more precise control, the
第2のモジュール58は、ギア比EV1からEV2、またはEV2からEV1へシフトするときにトランジションギア比を係合することができる。図示の例では、EV1からEV2へのシフトおよびEV2からEV1へのシフト時に同じトランジションギア比が係合される。トランジションギア比は、ギアボックス2に関するあらゆる純粋熱ギア比、すなわち、プライマリシャフト6がセカンダリシャフト18に機械的に連結されるあらゆるギア比であり得る。それは、第2のモジュール58が、アイドルギア38、ギア20、またはアイドルギア22を連動させる摺動ドッグギア40および42の作動を制御することができることを意味する。図示の例では、ギア22および30によって確保されるトランジション比TH2がギア比として選択される。比TH2の選択は、内燃機関4のポンピングによるエネルギー損失、および動的連鎖で発生するあらゆる振動を抑えるように、シャフト6の回転速度ω6を最低限に抑えることを可能にする。
The
モジュール60は、電気牽引機8の電力供給を制御することができる。そうすることによって、モジュール60は、エンジンシャフト10のトルクT10および回転速度ω10を正確に制御することができる。
A
モジュール62は、エンジンシャフト6と10とのトルクの切替えを制御するハードウェアおよびソフトウェア手段を備える。言い替えれば、モジュール62は、トルクT6を変更するためにモジュール56によってオルタネータ-スタータ12に供給される電力供給を変更することと相関させて、トルクT10を変更するためにモジュール60によって電気牽引機8に供給される電力供給を変更することができる。より具体的には、モジュール62は、総トルクT6+T10を一定に維持しながら、トルクT10およびトルクT6を同時に変化させることができる。
装置46によって、ギアボックス2を制御する方法の実行が可能になり、その方法が、以後、図4を参照して詳述される。
The
図4に示された例は、比EV1から比EV2へシフトするとき、または比EV2から比EV1へシフトするときのギアボックス2を制御する方法である。言い替えれば、両方のシフト方向に、同じ方法が実行され、詳細には同じトランジションギア比が使用される。ただし、比EV1とEV2との間のシフトの方向に応じて異なる制御方法を考えても、本発明の範囲から逸脱しない。
The example shown in FIG. 4 is how the
方法の開始時点で、電気牽引機8は、プライマリシャフト10を速度ω10およびトルクT10で回転させるように電気を供給されている。比EV1またはEV2が係合されている。内燃機関4およびオルタネータ-スタータ12は停止され、シャフト6および16は、動かず、セカンダリシャフト18から切り離されている。
At the start of the method, the electric traction machine 8 is energized to rotate the
方法は、第1の純粋電気ギア比から第2の電気ギア比へシフトする状況の、制御を開始する状態を検出する検査を行う第1のステップE01を含む。ステップE01において、制御装置46が比EV1からEV2へのシフト、または比EV2からEV1へのシフトを制御する状態にあるか否かに関してより詳細に検出される。したがって、開始状態は、マップ52によって送出される値が、値EV1を離れて値EV2を取り、または値EV2を離れて値EV1を取るとき、検出されたと判断される。開始状態が検出されない限り、テストステップE01が繰り返される。開始状態が検出されると直ちに、ステップE02に移行する。
The method comprises a first step E01 of performing a check to detect conditions for initiating control of a shift situation from a first purely electric gear ratio to a second electric gear ratio. In step E01, a more detailed detection is made as to whether the
以下の説明では、マップ52によって送出される値が、値EV1を離れて値EV2になることを想定する。引き続くステップE02では、モジュール56がオルタネータ-スタータ12を電気的に駆動する。その結果、内燃機関4のエンジンシャフト6の回転が始まる。この間、内燃機関4は停止状態に保たれる。
In the following discussion, it is assumed that the value delivered by
次いで、方法は、第1の同期速度ω1-SYNCを計算するステップE03を含む。速度ω1-SYNCは、トランジションギア比が係合された場合のシャフト6の回転速度である。前に示したように、トランジションギア比は、アイドルギア22および固定ギア30によって確保され、伝動比RTH2に相当する。速度ω1-SYNCは、車両の移動速度VVEH、またはプライマリシャフト10の速度ω10から計算することができる。後者の場合、速度ω1-SYNCは次の式を適用することによって計算される。
The method then includes a step E03 of calculating a first synchronous speed ω 1-SYNC . The speed ω 1-SYNC is the rotational speed of shaft 6 when the transition gear ratio is engaged. As previously indicated, the transition gear ratio is ensured by
方法は、モジュール56が、エンジンシャフト6が速度ω1-SYNCに等しい回転速度で駆動されるように、オルタネータ-スタータ12の電力供給を変更するステップE04を含む。言い替えれば、オルタネータ-スタータ12は、ω6=ω1-SYNCになるように給電される。ステップE04は、値ω6が、毎分+/-50回転の誤差内で速度ω1-SYNCに等しくなると直ちに、停止される。ステップE04の終了時点で、トルクT6は実質的にゼロである。
The method includes a step E04 of modifying the power supply of the alternator-
方法は、トランジションギア比TH2を係合するステップE05を含む。ステップE05では、モジュール58が、アイドルギア22を連動させるように摺動ギア42の作動を制御する。連動は、同期速度を計算しシャフト6を同期させるステップE03およびE04が寄与して、容易に行われる。ステップE05の終了時点で、比EV1およびTH2が係合され、または、言い替えれば、プライマリシャフト6およびプライマリシャフト10の両方が、セカンダリシャフト18と係合される。
The method includes step E05 of engaging the transition gear ratio TH2. At step E05, the
次いで、方法は、プライマリシャフト6と10との間でトルクを切り替えるステップE06を含む。ステップE06において、制御モジュール62は、トルクT10が減少するように電気牽引機8の電力供給の変更を制御する。図示の例では、モジュール62は、t1の時点から一定の変化率
に従ってトルクT10の減少を制御する。時点t2で、トルクT10は値ゼロに達する。やはりステップE06で、モジュール62は、トルクT6を増加させるように、オルタネータ-スタータ12への電力供給の変更を制御する。より具体的には、モジュール62は、時点t1から、トルクT10の変化率とは正反対の値の一定の変化率
に従って、トルクT6の増加を制御する。すなわち、ステップE06において、電気牽引機8によって加えられるトルクT10が、オルタネータ-スタータ12によるエンジンシャフト6に次第に切り替えられる。ステップE06の終了時点で、トルクT10は実質的にゼロになる。
The method then includes a step E06 of switching torque between the
to control the reduction of torque T10 according to At time t2, torque T10 reaches a value of zero. Also at step E06,
to control the increase of the torque T6 . That is, in step E 06 the torque T 10 applied by the electric traction machine 8 is gradually switched to the engine shaft 6 by the alternator-
方法は、比EV1を係合解除するステップE07を含む。このステップにおいて、制御装置46は、アイドルギア34の連動を係合解除するように摺動ギア44を制御する。ステップE07の終了時点で、比EV1は、もはや係合されず、エンジンシャフト10は、セカンダリシャフト18ともはや係合されていない。
The method includes a step E07 of disengaging the ratio EV1. In this step, the
方法は、第2の同期速度ω2-SYNCを計算するステップE08を含む。速度ω2-SYNCは、ギア比EV2が係合された場合のシャフト10の回転速度である。ギア比EV2は、ギア24および32によって確保され、伝動比REV2を確保する。速度ω2-SYNCは、車両の移動速度VVEH、またはプライマリシャフト6の速度ω6から計算することができる。後者の場合、速度ω2-SYNCは次の式を適用することによって計算することができる。
The method includes a step E08 of calculating a second synchronous speed ω 2-SYNC . The speed ω 2-SYNC is the rotational speed of
方法は、シャフト10の回転速度ω10が速度ω2-SYNCに等しくなるように、制御モジュール60が電気牽引機8の電力供給を変更するステップE09を含む。ステップE09は、値ω10が、毎分+/-50回転の誤差内で速度ω2-SYNCに等しくなると直ちに停止される。
The method includes a step E09 in which the
次いで、第2の純粋電気ギア比、この場合はギア比EV2を係合するステップE10が続く。これを行うために、装置46が、アイドルギア32の連動を達成するように摺動ギア44の作動を制御する。ステップE10の終了時点で、比TH2およびEV2が係合され、または、言い替えれば、プライマリシャフト10およびプライマリシャフト6の両方が、セカンダリシャフト18と係合される。トルクT10は実質的にゼロである。
Then follows a step E10 of engaging the second purely electric gear ratio, in this case gear ratio EV2. To do this,
次いで、方法は、トルクを切り替える新たなステップE11を含む。ステップE06とは違って、トルクの切替えは、同じ変化率で反対方向に行われる。言い替えれば、ステップE11において、制御モジュール62は、変化率-αに従うトルクT10の増加と変化率αに従うトルクT6の減少とを同時に制御する。トルクT6が実質的にゼロになると直ちにステップE11は停止される。
The method then includes a new step E11 of switching the torque. Unlike step E06, the torque switching is done in the opposite direction with the same rate of change. In other words, at step E11, the
方法は、トランジションギア比TH2を係合解除するステップE12を含む。このステップにおいて、モジュール58は、ギア22がもはや連動されないように、摺動ギア42を制御する。ステップE12の終了時点で、比EV2のみが係合され、シャフト6は、速度ω1-SYNCで回転し続けている。
The method includes a step E12 of disengaging the transition gear ratio TH2. In this
方法は、エンジンシャフト6の回転を停止するステップE13を含む。ステップE13において、モジュール56は、回転速度ω6をゼロ値まで次第に減少させるように、オルタネータ-スタータ12への電力供給を次第に減少させる。好ましくは、振動が無ければ、速度ω6は、シャフト6の回転を素早く停止するように、オルタネータ-スタータ12によって供給されるトルクを制御することによって調節される。
The method includes a step E13 of stopping rotation of the engine shaft 6 . In step E13, the
ステップE13の終了時点で、比EV2のみが係合され、内燃機関4のエンジンシャフト6は動いていない。 At the end of step E13, only ratio EV2 is engaged and engine shaft 6 of internal combustion engine 4 is not moving.
今説明してきた方法において、比EV1とEV2との間のシフト中に中立点比に係合することはなかった。さらに、運転者が感じる加速が常に正のままである。EV2からEV1へのシフトの場合、トランジションギア比の係合は、中立点比の係合を回避する同じ効果を有することになり、その結果、運転者がアクセルペダルに足を載せているときに、感じる加速度は常に負のままになる。 In the method just described, the neutral point ratio was not engaged during the shift between ratios EV1 and EV2. Furthermore, the acceleration felt by the driver remains positive at all times. In the case of a shift from EV2 to EV1, engagement of the transition gear ratio will have the same effect of avoiding engagement of the neutral ratio, so that when the driver has his foot on the accelerator pedal, the , the felt acceleration will always remain negative.
すなわち、今説明してきた装置および方法が寄与して、運転者に不快な感覚を生じさせることなく2つの純粋電気ギア比間のシフトを係合することが可能になる。これは、低い方の比EV1から高い方の比EV2へシフトするときに確保され、運転者は、加速を要求しているときに減速感を感じることはない。このことは、高い方の比EV2から低い方の比EV1へシフトしているときにも完全に当てはまり、運転者は、アクセルペダルから足を離したときに、制動が効いていない感覚を感じることはない。
That is, the devices and methods just described contribute to the ability to engage a shift between two purely electric gear ratios without causing discomfort to the driver. This ensures that when shifting from the lower ratio EV1 to the higher ratio EV2, the driver does not feel deceleration when requesting acceleration. This is also perfectly true when shifting from the higher ratio EV2 to the lower ratio EV1, and the driver feels a lack of braking when he takes his foot off the accelerator pedal. no.
さらに、この運転者の感覚の改善が、内燃機関の始動なしで可能になり、それにより、自動車両による燃料消費量および汚染物質排出の良好な最適化を維持することが可能になる。 Furthermore, this improvement in driver sensation is made possible without starting the internal combustion engine, thereby allowing a good optimization of fuel consumption and pollutant emissions by the motor vehicle to be maintained.
さらに、本発明は、追加の機械的構成要素を組み込む必要がなく、したがって、車両のパワートレインおよびエンジン室内に追加の容積をもたらすことがない。 Furthermore, the present invention does not require the incorporation of additional mechanical components and thus does not result in additional volume in the vehicle's powertrain and engine compartment.
Claims (12)
車両の速度(VVEH)を測定する手段(48)と、
車両の測定速度(VVEH)および車両のディファレンシャルに供給される動力(ε)の関数としてのギア比の値を格納するマップ(52)とを備える制御装置(46)であって、
第1の純粋電気ギア比(EV1)から第2の純粋電気ギア比(EV2)へシフトする状況に前記ギアボックス(2)を設定する構成システム(54)を設け、
前記構成システム(54)が、
前記内燃機関(4)のシャフト(6)の回転を制御することができる第1の制御モジュール(56)と、
前記内燃機関(4)の前記シャフト(6)が前記ディファレンシャルと機械的に連結されるトランジションギア比(TH2)を係合することができるとともに、トランジション比率(TH2)の係合を解除することができる第2の制御モジュール(58)と、
前記電気牽引機(8)への電力供給を変更することができる第3の制御モジュール(60)とを備え、
前記ギアボックス(2)が第1の純粋電気ギア比(EV1)の状態であるシフト前状態から前記ギアボックス(2)が第2の純粋電気ギア比(EV2)の状態となるシフト後状態に移行するまでの動作シーケンス(E01-E13)の第1の中間段階(E05)において前記第1の純粋電気ギア比(EV1)が係合されている状態の下で前記第2の制御モジュール(58)により前記トランジションギア比(TH2)が係合され、前記第1の中間段階(E05)より後の第2の中間段階(E12)において前記第2の純粋電気ギア比(EV2)が係合されている状態の下で前記第2の制御モジュール(58)により前記トランジションギア比(TH2)の係合が解除される、
ことを特徴とする制御装置(46)。 A semi-automatic gearbox (2) for a hybrid motor vehicle with an electric traction machine (8) and an internal combustion engine (4), the gearbox (2) having two distinct pure electric gear ratios (EV1, EV2). ) to control
means (48) for measuring vehicle speed (V VEH );
a map (52) storing gear ratio values as a function of measured vehicle speed (V VEH ) and power supplied to the vehicle differential (ε), comprising:
providing a configuration system (54) for setting said gearbox (2) in a situation to shift from a first pure electric gear ratio ( EV1 ) to a second pure electric gear ratio ( EV2 );
The configuration system (54) comprises:
a first control module (56) capable of controlling rotation of a shaft (6) of said internal combustion engine (4);
being able to engage and disengage a transition gear ratio (TH2) in which said shaft (6) of said internal combustion engine (4) is mechanically coupled with said differential; a second control module (58) capable of
a third control module (60) capable of changing the power supply to said electric traction machine (8) ;
from a pre-shift state in which said gearbox (2) is in a first pure electric gear ratio (EV1) to a post-shift state in which said gearbox (2) is in a second pure electric gear ratio (EV2). The second control module (58 ) engages said transition gear ratio (TH2) and engages said second pure electric gear ratio (EV2) in a second intermediate stage (E12) after said first intermediate stage (E05). disengagement of the transition gear ratio (TH2) by the second control module (58) under conditions of
A control device (46), characterized in that:
次式
により計算されること、ただし、
ω1-SYNCは前記第1の同期速度、
ω10は前記電気牽引機(8)の回転速度、
REV1は前記第1の純粋電気ギア比の伝動比、
RTH2は前記トランジションギア比(TH2)の伝動比
である、
請求項4に記載の制御装置(46)。 The first synchronous speed (ω 1-SYNC ) is
the following formula
be calculated by, provided that
ω 1-SYNC is the first synchronous speed;
ω 10 is the rotational speed of the electric traction machine (8);
R EV1 is the transmission ratio of the first pure electric gear ratio;
R TH2 is the transmission ratio of the transition gear ratio (TH2);
A control device (46) according to claim 4.
次式
により計算されること、ただし、
ω2-SYNCは前記第2の同期速度、
ω6は前記内燃機関(4)の前記シャフト(6)の回転速度、
REV2は前記第2の純粋電気ギア比の伝動比、
RTH2は前記トランジションギア比(TH2)の伝動比
である、
請求項6に記載の制御装置。 The second synchronous speed (ω 2-SYNC ) is
the following formula
be calculated by, provided that
ω 2-SYNC is the second synchronous speed;
ω 6 is the rotational speed of the shaft (6) of the internal combustion engine (4);
R EV2 is the transmission ratio of the second pure electric gear ratio;
R TH2 is the transmission ratio of the transition gear ratio (TH2);
7. A control device according to claim 6.
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