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技術 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

出願人 ルノーエス.ア.エス.
発明者 シャントレル,セドリックマルシリア,マルコ
出願日 2015年11月16日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2017-531686
公開日 2017年12月28日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-538904
状態 特許登録済
技術分野 油圧・電磁・流体クラッチ・流体継手 機械的に作動されるクラッチ 変速操作機構 伝動装置(歯車、巻掛け、摩擦)の制御
主要キーワード 設定点値 固定スプロケット 統合値 動作変換 可動クラッチ ホローシャフト アイドラスプロケット 連結システム
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この項目の情報は公開日時点(2017年12月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題・解決手段

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。

概要

背景

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車輪に伝える目的で、プライマリシャフト電気モータ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。

概要

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。

目的

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

効果

実績

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請求項1

自動車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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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

技術分野

0001

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ハイブリッドトランスミッションに関する。

0002

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。

背景技術

0003

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。

0004

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。

0005

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。

0006

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。

0007

ディファレンシャルを用いて駆動エネルギー車輪に伝える目的で、プライマリシャフト電気モータ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。

0008

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。

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

図面の簡単な説明

0020

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。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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)。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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蓄積している。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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

0040

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。

0041

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。

0042

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

0043

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。

0044

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

0045

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。

0046

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。

0047

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

0048

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。

0049

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)。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

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