KR102111132B1 - 슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법 - Google Patents

슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102111132B1
KR102111132B1 KR1020187023519A KR20187023519A KR102111132B1 KR 102111132 B1 KR102111132 B1 KR 102111132B1 KR 1020187023519 A KR1020187023519 A KR 1020187023519A KR 20187023519 A KR20187023519 A KR 20187023519A KR 102111132 B1 KR102111132 B1 KR 102111132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
torque
sliding gear
gear
clutch
dogs
Prior art date
Application number
KR1020187023519A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180100687A (ko
Inventor
루도빅 메리엔
페드로 크비에스카
Original Assignee
르노 에스.아.에스.
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 르노 에스.아.에스., 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 르노 에스.아.에스.
Publication of KR20180100687A publication Critical patent/KR20180100687A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102111132B1 publication Critical patent/KR102111132B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50—Signals to an engine or motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2306/00—Shifting
    • F16H2306/40—Shifting activities
    • F16H2306/46—Uncoupling of current gear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

차량 기어박스의 샤프트와 함께 회전하도록 강제된 도그들 (1a)을 구비한 상기 기어박스의 슬라이딩 기어 (1)의 클러치해제를 제어하기 위한 방법으로, 상기 기어박스 상에서 상기 슬라이딩 기어는, 적어도 두 개의 별개의 파워 소스들로부터 받은 토크를 점증적으로 또는 그렇지 않으면서 상기 차량의 휠들에 전달하기 위해 상기 샤프트에 강체 연결된 피니언 상에 상기 슬라이딩 기어가 맞물리는 하이브리드 기어 상의 적어도 하나의 맞물린 위치 및 중립의 클러치해제된 위치 사이에서 파워드 시프트 액튜에이터의 제어 하에 축방향으로 이동할 수 있으며, 상기 방법은:
- 상기 차량의 모든 파워 소스들에게 제로 토크 요청을 인가하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어에게 클러치해제 지시를 인가하는 단계,
- 급속 클러치해제가 없으면, 상기 슬라이딩 기어의 상기 도그들 (1a) 상의 저항성 토크 (Cr)를 추정하는 단계,
- 상기 도그들 상에서 잔류 토크 (Cres)를, 계산된 저항성 토크 및 그 계산된 저항성 토크의 이탈방지 각도의 함수로서 계산하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어 상에 대향 토크 (C1, C2)를 인가하여 상기 잔류 토크 (Cres)를 소거하는 단계,
- 클러치해제 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법
본 발명은 어떤 통합된 기계적인 동기화 시스템이나 입력 클러치를 구비하지 않으면서, 차량의 적어도 두 파워 소스들 (열 및 전기) 및 그것들의 구동 휠들 사이에서의 상이한 트랜스미션 비율들을 가능하게 하며, 기어 시프트 (shift) 동안에 내연 기관 (combustion engine)과 기어박스 사이에 어떤 토크 간섭도 없도록 하는 도그 (dog) 기어박스를 포함하는 하이브리드 파워 트레인들에 관련된다.
더 상세하게는, 본 발명은 차량 도그 기어박스의 슬라이딩 기어의 클러치해제하는 것 (declutching)를 제어하기 위한 방법에 관련되며, 상기 슬라이딩 기어는 상기 기어박스의 샤프트와 함께 회전하도록 강제되며, 상기 기어박스 상에서 상기 슬라이딩 기어는, 적어도 두 개의 별개의 파워 소스들로부터 받은 토크를 점증적으로 또는 그렇지 않으면서 상기 차량의 휠들에 전달하기 위해 상기 샤프트에 강체 연결된 (rigidly connected) 피니언 (pinion) 상에 상기 슬라이딩 기어가 맞물리는 하이브리드 기어 상의 적어도 하나의 맞물린 위치 및 중립의 클러치해제된 위치 사이에서 파워드 시프트 액튜에이터의 제어 하에 축방향으로 이동할 수 있다.
본 발명은, 피니언 기어 상에 슬라이딩 도그 기어를 맞물리게 하고 클러치해제함으로써 각각 맞물리고 그리고 맞물림해제되는 적어도 하나의 하이브리드 기어에 걸쳐서 차량의 휠들에게 토크를 동시에 전달할 수 있는 적어도 하나의 전기 머신으로의 그리고 내연 기관으로의 어떤 단락 클러치도 구비하지 않은 프라이머리 라인 상에 링크된 다중-단 기어 박스를 포함하는 하이브리드 파워 트레인에 또한 관련된다.
통합된 동기화 시스템을 구비하지 않으면서 기어 시프트 동안에 내연 기관과 휠들 사이에 토크 트랜스미션을 방해하는 어떤 입력 클러치도 없는 슬라이딩 도그 기어들을 하이브리드 파워 트레인이 포함하는 경우에, 상기 슬라이딩 기어의 도그들이 상기 슬라이딩 기어의 샤프트 상의 피니언의 도그들과 맞물리기 이전에 그 피니언의 동기화는 보통은 전기 모터 및/또는 내연 기관을 제어함으로써 보통 행해된다.
맞물인 기어비가 유지되는 것을 확실하게 하기 위해, 도 1 및 도 2에서 보이는 것처럼, "도그들 (dogs)"로 알려진 특수한 사다리꼴-형상 치차가 사용될 수 있다. 도 1에서, 상기 슬라이딩 기어는 중립 상태에 있으며 그리고 두 개의 피니언들 (도시되지 않음)으로부터 동일한 거리 g에 존재한다. 상기 슬라이딩 기어 (1)의 도그들 (1a) 및 상기 피니어 (도시되지 않음)의 도그들 (2a)은 사다리꼴 형상으로 잘려져 있으며, 그래서 기어 내 토크 트랜스미션이 맞물린 기어비 위치에서 그 기어의 상호 톱니맞물림을 유지하거나 향상시키도록 한다. 이것이 "이탈방지 (anti-disengagement)" 기능이다. 상기 도그들의 경사는 구동 샤프트의 토크에 의해 상기 도그들에 인가된 견인력 FT 에 관하여 경사진 반작용력 FR 을 생성한다. 상기 반작용력 FR 은 상기 슬라이딩 기어의 도그들로부터의 임의 출력 힘 FS 의 반대이다.
이런 상태들 하에서, 상기 샤푸트에 의해 전달된 토크는 상기 슬라이딩 기어의 이탈을 가능하게 하기 위해 소거되어야 한다. 상기 기어박스가 입력 클러치 (또는 단락 클러치)를 가지는 경우에, 이 문제는 동작 동안에 클러치를 개방함으로써 간단하게 해소된다. 어떤 단락 클러치도 존재하지 않는 경우에는, 상기 이탈방지 기능에 의해 생성된 마찰력을 극복하기에 충분하게 힘있는 이탈 액튜에이터 (disengagement actuator)가 필요하다.
파워 트레인의 모든 구동 파워 소스들, 예를 들면, 내연 기관 및 하나 또는 두 개의 전기 머신들은 하이브리드 기어들 상에 잔류 토크를 생성할 수 있다. 이것들은 클러치해제 동안에 샤프트 상에서 잔류 토크를 소거하기 위해 시도하도록 하는 방식으로 제어된다. 슬라이딩 기어의 이탈을 보장하기 위한 이상적인 솔루션은 세 개의 모터들의 요청된 토크를 소거하는 것이다. 전기 모터들은 양호한 응답 시간을 제공한다. 그것들의 토크는 100 ms 미만 내에 소거될 수 있다. 역으로, 내연 기관들은 동작의 특정 포인트들에서, 특히 낮은 속도들에서 500 ms가 넘는 응답 시간을 가질 수 있다. 슬라이딩 기어 상의 토크를 소거하는 것은 1초보다 더 걸릴 수 있다. 이 시간은 운전하는 안락함의 면에서는 받아들이기 어려우며, 이는 토크 소거 시간은 기어 시프트 시간을 통합한 부분이기 때문이다.
내연 기관으로부터의 토크를 즉각적으로 소거하기 위한 첫 번째 접근방식은 내연기관 처리기로부터 생기는 상기 토크를 차량의 통신 네트워크 상에서 추정하는 것을 이용하며, 그리고 일시적인 소거 과정 동안에 이 토크를 흡수하기 위해 시도하는 것을 포함한다. 이 방법의 성공은 이 일시적인 토크를 흡수하기 위한 능력을 가지는 다른 모터들 (전기 머신들)에 의존한다. 최선 경우의 시나리오에서, 상기 모터들은 상기 내연 기관에 의해 공급된 토크의 역을 정확하게 흡수할 필요가 있다. 실제로, 상기 슬라이딩 기어의 토크는 감소되지만, 상기 내연 기관의 상기 토크 추정은 모든 경우들에서 클러치해제를 가능하게 하기 위해 다른 모터들에 의한 오프세팅 (offsetting)을 위해서는 충분하게 정밀하지는 않다.
도 3은 상기 전기 머신들에 의한 열적인 토크를 오프셋팅함에 의해 실패한 클러치해제 시퀀스를 보여준다. 이 실패는 내연 기관의 추정된 토크 Ce 상의 정적인 오류에 의해 초래된 것이다. 상기 초정된 토크 인젝션 컷오프가 0 Nm라면, 상기 내연 기관의 실제의 토크 CR은 음이다. 상기 전기 머신의 세트포인트 토크 Cc 는 0 (zero)이다. 시점 d에서 상기 전기 머신의 제로 토크가 요청된다면 상기 이탈방지 디바이스들 때문에 클러치해제는 실패한다. 실제로, 슬라이딩 기어에서의 실제의 토크 CR은 (절대치 면에서) 클러치해제 임계 S 보다 위에서 유지된다.
시프트 액튜에이터의 활성 시간은 동작의 성공의 기회들을 또한 제한하며, 이는 이 액튜에이터들이 과열 이전에 너무 길게 스트레스를 받을 수 없기 때문이다. 상기 액튜에이터가 중단될 때에 상기 슬라이딩 기어의 도그들 상의 잔류 힘이 여전히 높으면, 클러치해제는 실패한다. 상기 액튜에이터가 선택기 포크 (selector fork)에 의해 슬라이딩 기어 상에서 동작하는 공통적인 경우에, 상기 기어비를 맞물림해제하기에 충분할 정도로 이동하지 않을 수 있다는 것이 가능하다.
상기 내연 기관의 토크 역학의 부정확한 추정은 또한 그 자체적인 실패의 원인일 수 있다. 도 4에서 보이는 공통적인 경우는 추정된 토크 Ce는 자신의 제로 타겟을 향하서 빠르게 수렴하며, 반면에 상기 모터에 의해 제공된 실제 토크 CR 은 더 느리게 드롭하며, 이는 소거되기 위해 보통 1초보다 더 많이 필요하기 때문이다. 상기 전기 머신의 세트포인트 토크 Cc 는 너무 빨리 소거된다. 클러치해제하려는 시도는 너무 이르며, 이는 상기 내연 기관의 실제 토크 Cr 이 여전히 높기 때문이다. 도 4에서, 클러치해제 요청이 클러치해제 임계 S 밖에 있는 시간 (d1부터 d2)이 너무 길면, 클러치해제 요청은 불가능하며, 이는 상기 시간이 상기 액튜에이터의 최대 활성 시간 Tmax보다 더 크기 때문이다.
본 발명은 내연 기관의 토크 추정들에 있어서의 부정확함들에 민감하지 않은 슬라이딩 기어 상의 잔류 토크에 대한 올바른 추정을 기반으로 하는 새로운 방법을 이용하여 슬라이딩 기어의 클러치해제를 확실하게 하도록 의도된 것이다.
제안된 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 상기 차량의 모든 파워 소스들에게 제로 토크 요청을 인가하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어에게 클러치해제 지시를 인가하는 단계,
- 급속 클러치해제가 없으면, 상기 슬라이딩 기어의 상기 도그들 상의 저항성 토크를 추정하는 단계,
- 상기 도그들 상에서 잔류 토크를, 계산된 저항성 토크 및 그 계산된 저항성 토크의 이탈방지 (anti-disengagement) 각도의 함수로서 계산하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어 상에 대향 토크를 인가하여 상기 잔류 토크를 소거하는 단계,
- 클러치해제 단계.
상기 방법은 특히 안전하며 그리고 기어 시트프 액튜에이션 모듈의 열적인 강제들과 호환한다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 제공된 비-한정적 실시예의 아래의 설명에서 더 설명된다.
도 1은 두 피니언들 사이에서 중립에 있는 슬라이딩 기어의 개략적인 표현이다.
도 2는 맞물림해제 동안에 존재하는 힘들을 보여준다.
도 3 및 도 4는 통합된 동기화 시스템이나 입력 클러치 없이 하이브리드 파워 트레인 상에서 클러치해제가 불가능한 두 경우들을 보여준다.
도 5는 도그 상의 저항성 토크 관찰기이다.
도 6은 잔류 토크의 함수로서의 저항성 토크의 지도이다.
도 7은 구현 전략의 도면이다.
상기 방법의 첫 번째 부분은 상기 도그 상의 잔류 토크 Cres를 추정하는 것을 포함한다. 추정 그 자체는 상기 도그 상의 저항성 토크 (resistance torque) Cr 에 실제로 관련된다. 상기 저항성 토크 Cr 은 다음의 데이터를 이용하여 도 5에 있는 것과 같은 관찰기에 의해 추정될 수 있다:
* Xf : 슬라이딩 기어의 선택 포크 (도시되지 않음)의 위치 측정치
* Fressort : 보조 스프링에 의해 인가된 힘
* Kressort: 보조 스프링의 토크 계수, 그리고
* If : 포크 관성.
상기 관성 If 는 선택 포크와 같은 상기 슬라이딩 기어의 제어 부재의 위치 그리고 그 슬라이딩 기어의 작동 핑거 (actuating finger)의 위치 사이의 거리의 함수이다. 상기 보조 스프링에 의해 인가된 힘은 상기 포크 위치에만 종속한다. 상기 포크의 움직임을 통제하는 방정식은 다음과 같다:
Figure 112018080578359-pct00001
이것은 상기 포크의 관성 상의 이득을 계산하는 것을 가능하게 만들며, 이는 상기 저항성 힘을 획득하기 위한 상기 스프링의 힘에 비교된다. 상기 저항성 토크 Cr 은, 그 저항성 토크의 가속도의 함수로서 계산된 상기 포크의 관성 If 상의 이득으로부터 상기 스프링의 힘 Fressort을 공제 (subtract)함으로써 획득된다. 이것은 상기 도그들 상의 저항성 토크에 대한 추정을 제공한다. 상기 잔류 토크는 그 잔류 토크의 이탈방지 각도에 또한 종속한다. 주어진 이탈방지 각도 α에 대해, 상기 도그들 상의 저항성 토크는 도 6에서 보이는 것처럼 상기 잔류 토크 Cres의 함수로서 매핑될 수 있으며, 이때에 두 개의 직선들이 상기 이탈방지 각도 α에 종속하여, 동일한 저항성 토크 Cr를 상기 도그에서의 두 개의 대향 잔류 토크 값들 Cres 로 변환한다. 상기 값들 중 하나를 상기 슬라이딩 기어의 도그들에 인가하는 것은 상기 잔류 토크 Cres를 소거하며, 반면에 상기 값들 중 다른 하나는 상기 잔류 토크를 배로 늘린다.
채택된 솔루션은, 계산된 상기 두 잔류 토크 값들 Cres 사이에 랜덤으로 선택된 토크를 인가할 것을 전기 모터에게 요청하는 것이다. 인가된 상기 값이 내연 기관의 토크를 실제로 소거한다면, 상기 포크는 중립 위치로 향하여 이동하며, 그리고 클러치해제가 수행된다. 상기 포크가 그 포크의 중립 위치로부터 이동하는 것이 식별된다면, 상기 전기 머신의 토크는 상기 잔류 토크를 증가시킨다. 그 후에 두 번째 값이 인가되어, 상기 잔류 토크를 반드시 소거시킨다. 클러치해제가 수행된다.
상기 전략은 (내연 기관 및 단일의 전기 머신을 포함하는 파워 트레인의 비-한정적인 예인) 도 7에서 요약된다. 더 일반적으로는, 본 발명은 임의의 차량 도그 기어박스의 슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 것에 적용되며, 상기 슬라이딩 기어는 상기 기어박스의 샤프트와 함께 회전하도록 강제되며, 상기 기어박스 상에서 상기 슬라이딩 기어는, 적어도 두 개의 별개의 파워 소스들로부터 받은 토크를 점증적으로 또는 점증적이지 않게 상기 차량의 휠들에 전달하기 위해서, 상기 샤프트에 강체 연결된 피니언 상에 상기 슬라이딩 기어가 맞물리는 하이브리드 기어 상의 적어도 하나의 맞물린 위치 그리고 중립의 클러치해제된 위치 사이에서, 파워드 시프트 액튜에이터의 제어 하에 축방향으로 이동할 수 있다.
상기 기어박스가 상기 슬라이딩 기어 박스를 클러치해제하는 것을 포함하는 기어 시프트를 수행할 것을 명령받을 때에, 제로 (zero) 토크 요청이 상기 내연 기관 (Mth)에 그리고 상기 전기 머신 (ME)에 인가된다. 그 토크 값들이 클러치해제를 가능하게 하기에 충분하게 낮은 것으로 추정될 때에, 상기 클러치해제 지시는 논의가 된 시프트 액튜에이터에게 송신된다. 클러치해제하는 것이 50 ms와 같은 주어진 시간 내에 발생하지 않는다면, 상기 도그 상에 여전히 과도한 잔류 토크가 존재한다고 가정된다. 상기 저장성 토크 Cr 이 그 후에 추정되며, 그리고 상기 잔류 토크 Cres에 대한 소거 토크 값들 C1 및 C2를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 첫 번째는 예를 들면, 50 ms에 대해 인가되어, 상기 포크 위치의 점진적 변화를 체크한다. 상기 슬라이딩 기어의 선택 포크의 이동 방향은 제1 소거 토크 값 C1의 인가 동안에 식별된다. 상기 제1 값 C1 인가에 이어서 상기 포크가 중립 위치로부터 벗어나 이동하면, 제2 값 C2가 상기 제1의 값과 동일한 시간동안 인가되며, 이는 클러치해제를 확실하게 하기 위한 것이다. 상기 두 개의 대향하는 소거 토크 값들 C1, C2는, 그 소거 토크 값들 중 하나가 실패한다면 상기 슬라이딩 기어에 연속하여 인가된다. 표시된 시간들과 함께, 클러치해제는 150 ms 미만 내에 모든 경우들에서 달성된다.
요약하면, 상기 방법은 적어도 다음의 단계들을 포함한다:
- 상기 차량의 모든 파워 소스들에게 제로 토크 요청을 인가하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어에게 클러치해제 지시를 인가하는 단계,
- 급속 클러치해제가 없으면 (t > 50 ms), 상기 슬라이딩 기어의 상기 도그들 상의 저항성 토크 Cr을 추정하는 단계,
- 상기 도그들 상에서 잔류 토크 Cres를, 계산된 저항성 토크 및 그 계산된 저항성 토크의 이탈방지 각도의 함수로서 계산하는 단계,
- 상기 슬라이딩 기어 상에 대향 (opposite) 토크 C1, C2를 인가하여 상기 잔류 토크 Cres를 소거하는 단계,
- 클러치해제 단계.
본 발명의 주요 이점은 현존하는 기어 시프트 액튜에이션 모듈들에 대해 어떤 것도 추가할 것을 필요로 하지 않는다는 것이다. 본 발명은 액튜에이션 모터들을 크기조절할 필요성을 또한 제거한다.
기어 시프트가 약 1초 정도에 취해져야만 한다면, 본 발명의 구현에 의해 발생된 증가된 클러치해제 시간, 예를 들면, 50 ms 내지 150 ms의 시간은 운전하는 안락함의 면에서는 받아들일 수 있는 한계들 내에 있다.
상기의 설명은 저항성 토크를 추정하기 위한 바람직한 하나의 방법을 제시한다. 그러나, 측정치 노이즈에 대항하여 동등하게 강건한 다른 관찰 기술들이, 본 발명의 범위 외부로 벗어나지 않으면서, 이용가능한 포크 위치 측정치들의 품질의 함수로서 채택될 수 있다
변형으로서, 저항성 토크를 이전에 추정하지 않으면서 전기 머신에 의해 토크 스캔이 수행될 수 있다. 그러나, 이 변형은 상기 클러치해제 시간을 크게 증가시키며, 이는 두 토크 값들 사이에서 선택하는 것 대신에, 넓은 범위의 값들로부터 선택하기 때문이며, 그리고 그처럼 완료하기 위해 스캔은 큰 시간이 걸리기 때문이다. 상기 방법은 그럼에도 불구하고 액튜에이터의 어떤 컴포넌트도 크기조절하지 않으면서 모든 경우들에서 클러치해제를 보장하는 것을 가능하게 한다.
위에서 표시되었듯이, 제안된 상기 방법은, 피니언 기어 상의 슬라이딩 도그 기어의 맞물림 및 클러치해제에 의해 각각 맞물리고 맞물림해제 되는 적어도 하나의 하이브리드 기어에 걸쳐서 차량의 휠들에게 기어박스로부터의 토크를 동시에 전달할 수 있는 내연 기관에게로의 그리고 적어도 하나의 전기 머신에게로의 어떤 단락 클러치도 구비하지 않은 프라이머리 라인 (primary line) 상에 링크된 다중-단 (multi-step) 기어 박스를 포함하는 임의 하이브리드 파워 트레인에 유리하게 적용된다.
그런 파워 트레인에서, 슬라이딩 기어를 클러치해제하는 것은 상기 방법을 적용함으로써 제어될 수 있다. 상기 방법은 논의가 되고 있는 상기 슬라이딩 기어들이 통합된 동기화 시스템들을 가지지 않은 경우에 그리고 상기 슬라이딩 기어들의 도그들이 비-제로 이탈방지 각도를 가지는 경우에 특히 효과적이다.

Claims (10)

  1. 차량 기어박스의 샤프트와 함께 회전하도록 강제된 도그 (dog)들 (1a)을 구비한 상기 기어박스의 슬라이딩 기어 (1)의 클러치해제를 제어하기 위한 방법으로,
    상기 기어박스 상에서 상기 슬라이딩 기어는, 적어도 두 개의 별개의 파워 소스들로부터 받은 토크를 점증적으로 또는 점증적이지 않게 상기 차량의 휠들에 전달하기 위해서, 상기 샤프트에 강체 연결된 (rigidly connected) 피니언 (pinion) 상에 상기 슬라이딩 기어가 맞물리는 하이브리드 기어 상의 적어도 하나의 맞물린 위치 그리고 중립의 클러치해제된 위치 사이에서, 파워드 (powered) 시프트 액튜에이터의 제어 하에 축방향으로 이동할 수 있으며, 상기 방법은:
    - 상기 차량의 모든 파워 소스들에게 제로 토크 요청을 인가하는 단계,
    - 상기 슬라이딩 기어에게 클러치해제 지시를 인가하는 단계,
    - 급속 클러치해제가 없으면, 상기 슬라이딩 기어의 상기 도그들 (1a) 상의 저항성 토크 (Cr)를 추정하는 단계,
    - 상기 도그들 상에서 잔류 토크 (Cres)를, 계산된 저항성 토크 및 그 계산된 저항성 토크의 이탈방지 (anti-disengagement) 각도의 함수로서 계산하는 단계,
    - 상기 슬라이딩 기어 상에 대향 토크 (C1, C2)를 인가하여 상기 잔류 토크 (Cres)를 소거하는 단계,
    - 클러치해제 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    잔류 토크 값들 (Cres)을 위한 두 개의 대향 소거 토크 값들 (C1, C2)이 계산되며 그리고 상기 소거 토크 값들 (C1, C2) 중 어느 하나가 실패하면 상기 슬라이딩 기어에 연속하여 인가되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이딩 기어 (1)의 선택 포크 (fork)의 이동 방향은 제1 소거 토크 값 (C1)의 인가 동안에 식별되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포크가 상기 제1 값 인가에 이어서 자신의 중립 위치로부터 벗어나면 상기 제2 소거 토크 값 (C2)이 상기 슬라이딩 기어에 인가되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 슬라이딩 기어 상의 저항성 토크 (Cr)는:
    - 상기 슬라이딩 기어의 선택 포크의 위치의 측정치 (Xf),
    - 보조 스프링에 의해 인가된 힘,
    - 상기 보조 스프링의 토크 계수 (Kressort), 및
    - 상기 포크의 관성 (If)
    의 함수로서 추정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저항성 토크 (Cr)는 상기 포크의 관성 (If) 상의 이득으로부터 상기 스프링의 힘 (Fressort)을 공제함으로써 자신의 가속도의 함수로서 획득되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 소스들은 적어도 하나의 내연 기관 및 하나의 전기 머신을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 잔류 토크 (Cres)는 상기 내연 기관에 의해 상기 슬라이딩 기어에 인가되며, 이때에 상기 잔류 토크들을 위한 소거 토크들 (C1, C2)은 상기 전기 머신에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  9. 피니언 기어 상에 슬라이딩 도그 기어를 맞물리게 하고 클러치해제함으로써 각각 맞물리고 그리고 맞물림해제되는 적어도 하나의 하이브리드 기어에 걸쳐서 차량의 휠들에게 토크를 동시에 전달할 수 있는 적어도 하나의 전기 머신으로의 그리고 내연 기관으로의 어떤 단락 클러치도 구비하지 않은 프라이머리 라인 상에 링크된 다중-단 기어 박스를 포함하는 하이브리드 파워 트레인으로,
    상기 슬라이딩 기어의 클러치를 해제하는 것은 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서 청구된 것처럼 제어되는 것을 특징으로 하는 파워 트레인.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬라이딩 기어는 어떤 통합된 동기화 시스템도 구비하지 않으며, 그리고 상기 슬라이딩 기어의 도그들은 0과는 상이한 이탈방지 (anti-disengagement) 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 파워 트레인.
KR1020187023519A 2016-02-19 2017-01-04 슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법 KR102111132B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1651357A FR3048047B1 (fr) 2016-02-19 2016-02-19 Procede de controle du decrabotage d'un baladeur
FR1651357 2016-02-19
PCT/FR2017/050008 WO2017140961A1 (fr) 2016-02-19 2017-01-04 Procede de controle du decrabotage d'un baladeur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180100687A KR20180100687A (ko) 2018-09-11
KR102111132B1 true KR102111132B1 (ko) 2020-05-14

Family

ID=56008712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187023519A KR102111132B1 (ko) 2016-02-19 2017-01-04 슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11167633B2 (ko)
EP (1) EP3417191B1 (ko)
JP (1) JP6676770B2 (ko)
KR (1) KR102111132B1 (ko)
CN (1) CN108463656B (ko)
BR (1) BR112018013631A2 (ko)
CA (1) CA3014609A1 (ko)
FR (1) FR3048047B1 (ko)
MX (1) MX2018009744A (ko)
RU (1) RU2719115C2 (ko)
WO (1) WO2017140961A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3048047B1 (fr) * 2016-02-19 2018-03-09 Renault S.A.S Procede de controle du decrabotage d'un baladeur
FR3073479B1 (fr) * 2017-11-15 2021-11-12 Renault Sas Procede et systeme de commande d'une transmission automatique sans embrayage pour vehicule automobile a propulsion hybride
DE102021112205B4 (de) 2021-05-11 2023-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Betätigungsvorrichtung für zwei Kupplungen sowie Hybridgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003146100A (ja) 2001-11-13 2003-05-21 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 電磁式カップリング
JP2004210116A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の駆動装置
JP2012076539A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Hitachi Nico Transmission Co Ltd 車両用動力伝達システムの制御方法及び装置
JP2019511680A (ja) 2016-02-19 2019-04-25 ルノー エス．ア．エス．Ｒｅｎａｕｌｔ Ｓ．Ａ．Ｓ． 摺動歯車のクラッチ切断を制御する方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3429531A1 (de) * 1984-08-10 1986-02-20 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Hilfskraftbetaetigtes fahrzeuggetriebe
JP3336951B2 (ja) * 1998-04-28 2002-10-21 株式会社日立製作所 自動車の動力伝達装置
JP4200075B2 (ja) * 2003-10-10 2008-12-24 株式会社日立製作所 自動車の変速方法，自動車の変速装置，自動車用変速機の制御装置，自動車の変速装置のアクチュエータ制御装置
FR2914259B1 (fr) * 2007-03-26 2009-07-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de pilotage d'un changement de rapport de vitesse dans un vehicule hybride en cas de dysfonctionnement de la machine electrique.
FR2921525B1 (fr) * 2007-09-26 2009-11-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'asservissement en couple d'une machine electrique d'une chaine de traction electrique d'un vehicule comportant un estimateur de couple parasite
US8298116B2 (en) * 2007-10-02 2012-10-30 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to detect a mode-gear mismatch during steady state operation of an electro-mechanical transmission
FR2923185B1 (fr) * 2007-11-07 2010-04-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de transmission de puissance entre une sortie d'un moteur thermique et un arbre de roues et utilisation de ce dispositif
US8672804B2 (en) * 2010-04-30 2014-03-18 Honda Motor Co., Ltd Hybrid vehicle driving system
FR2991020B1 (fr) * 2012-05-22 2020-07-31 Renault Sas Dispositif de commande de changement de rapports pour transmission automatisee
US8974338B2 (en) * 2012-06-05 2015-03-10 GM Global Technology Operations LLC Two-mode electrically-variable transmission with offset motor and two planetary gear sets
US9102315B2 (en) * 2013-12-02 2015-08-11 GM Global Technology Operations LLC Slip-based release verification for a binary clutch assembly
FR3019613B1 (fr) * 2014-04-07 2016-03-25 Renault Sas Procede de commande d'un actionneur de passage de vitesses et actionneur de passage correspondant
JP6156243B2 (ja) * 2014-04-16 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP5994820B2 (ja) * 2014-06-09 2016-09-21 トヨタ自動車株式会社 噛合式係合装置
FR3046643B1 (fr) * 2016-01-13 2019-09-20 Renault S.A.S. "synchroniseur de boite de vitesses"
US10571022B2 (en) * 2017-02-24 2020-02-25 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for dual clutch transmission clutch adaptation in a hybrid vehicle
JP6608974B2 (ja) * 2018-01-15 2019-11-20 本田技研工業株式会社 車両及び制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003146100A (ja) 2001-11-13 2003-05-21 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 電磁式カップリング
JP2004210116A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の駆動装置
JP2012076539A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Hitachi Nico Transmission Co Ltd 車両用動力伝達システムの制御方法及び装置
JP2019511680A (ja) 2016-02-19 2019-04-25 ルノー エス．ア．エス．Ｒｅｎａｕｌｔ Ｓ．Ａ．Ｓ． 摺動歯車のクラッチ切断を制御する方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2719115C2 (ru) 2020-04-17
JP2019511680A (ja) 2019-04-25
JP6676770B2 (ja) 2020-04-08
RU2018133035A3 (ko) 2020-03-19
US20210206255A1 (en) 2021-07-08
EP3417191A1 (fr) 2018-12-26
FR3048047A1 (fr) 2017-08-25
MX2018009744A (es) 2018-09-11
BR112018013631A2 (pt) 2019-01-22
FR3048047B1 (fr) 2018-03-09
CN108463656A (zh) 2018-08-28
KR20180100687A (ko) 2018-09-11
CN108463656B (zh) 2020-08-21
WO2017140961A1 (fr) 2017-08-24
CA3014609A1 (en) 2017-08-24
EP3417191B1 (fr) 2021-05-26
RU2018133035A (ru) 2020-03-19
US11167633B2 (en) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9963151B2 (en) Method for controlling gear shifting in a hybrid driveline by use of an electric machine
KR102111132B1 (ko) 슬라이딩 기어의 클러치해제를 제어하는 방법
KR101776499B1 (ko) 하이브리드 차량의 클러치 제어방법
US10428904B2 (en) Automatic transmission and control method of automatic transmission
EP2416029A1 (en) A vehicular power transmission control apparatus
CN111433493B (zh) 用于控制混合动力推进式机动车辆的无离合器自动变速器的方法和系统
KR20190134984A (ko) 하이브리드 차량의 제어 장치
US10393229B2 (en) Automatic transmission and control method of automatic transmission
US10829109B2 (en) Techniques for monitoring mechanisms to secure vehicle and remedial action
CN106585615B (zh) 混合动力车辆的控制方法
US9840255B2 (en) Method and control unit for a drivetrain
KR102019320B1 (ko) 하이브리드 ｄｃｔ차량용 변속 제어방법
US10393231B2 (en) Automatic transmission and control method of automatic transmission
KR102664250B1 (ko) 차량의 파워 트레인을 제어하는 방법
KR102604116B1 (ko) 변속기 샤프트 상의 기어 휠들의 내부 커플러들의 해제를 제어하기 위한 방법, 변속기 및 파워트레인
CN109154383B (zh) 用于检验联接装置的配置安全性的方法
KR102008421B1 (ko) 하이브리드 차량용 클러치토크 학습방법
JP6076754B2 (ja) 内燃機関制御装置
SE541437C2 (en) Method and system for controlling transmission of torque in a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right