JP2018510309A - マルチクラッチトランスミッションの制御方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、車両のマルチクラッチトランスミッションを制御する方法に関する。マルチクラッチトランスミッションは、所定の車両変数に応じてパワーシフト又はパワーカットシフトのいずれかで変速するように構成されている。この方法は、ローレンジギアにおいて高速ギアへのパワーシフトを検出するステップを備えていることを特徴とする。ローレンジギアにおいて高速ギアへのパワーシフトが検出されると、この方法は、従前に設定された変速ストラテジーを無効にし、次の変速がパワーシフトとして実行されるように、マルチクラッチトランスミッションを制御する。【選択図】図２ａ

Description

本発明は、車両のマルチクラッチトランスミッションを制御する方法に関し、特に、マルチクラッチトランスミッションの変速が、パワーシフトによって実行されるべきか又はパワーカットシフトによって実行されるべきかを制御する方法に関する。本発明は、例えば、大型車両、トラック、バス及び建設機械などの様々な車両に適用することができる。

例えば、デュアルクラッチトランスミッションなどのマルチクラッチトランスミッションでは、従来のパワーカットシフト又はパワーシフトのいずれかによって変速を実行することができる。パワーカットシフト中、内燃機関（エンジン）によって被駆動輪に伝達されるトルクは、現在の第１のギアの係合が解かれる前に取り除かれる。これは、現在の第１のギアのクラッチの係合を解放することによって行われる。これによって、エンジンから車両の被駆動輪へと伝達されるトルクが一時的に遮断され、運転者に容易に気付かれてしまう。その後、第２のギアのクラッチを係合することによって、新たな第２のギアが係合される。それに続いてもう一度トルクを作用させると、これが運転者に容易に気付かれてしまう。パワーシフト中、現在の第１のギアから第２のギアへの移行は、基本的にトルク遮断を伴わずに実行される。これは、第１のギアのクラッチを徐々に解放しつつ、第２のギアのクラッチを徐々に係合して、重複期間に２つのクラッチがトルクを伝達することによって達成される。従って、基本的にトルク遮断を伴わないパワーシフトは、運転者の快適性の観点から望ましいが、ダウンシフトにおけるパワーシフトは、クラッチのより高い摩耗をもたらすおそれがある。また、パワーシフトによって変速を実行するためには、ある程度の最小限の瞬間的なトルクがエンジンによって供給されなければならない。

マルチクラッチトランスミッションの次の変速がパワーカットシフトとパワーシフトのいずれによって実行されるかは、例えば、燃費、車両重量、運転者要求、道路勾配及びクラッチ摩耗など、いくつかの車両変数に基づいてもよい。一定速度で幹線道路を走行中など、エンジンによって伝達されるトルクが一定の場合、一般的に、パワーカットシフトは好都合である。そこでは、トルク遮断は運転者に容易に気付かれない。トルク遮断が望まれない場合に実行される変速について、例えば、登坂路を走行する場合には、変速はパワーシフトによって有利に実行される。次の変速がパワーシフト又はパワーカットシフトによって実行される場合、その変速はまた、次の変速がどのギア間で実行されるかに依存する。パワーシフトは、シーケンシャル変速に対してのみ実行することができるが、パワーカットシフト中には、中間ギアをスキップすることができる。従って、燃料消費の観点から有利であるギアのスキップは、パワーカットシフトが適用される場合にのみ可能である。

パワーカットシフトはトルク伝達の遮断を伴うが、パワーシフトはトルク伝達の遮断を伴わないため、２つの異なる変速方法は、運転者によって異なって感じられる。従って、パワーシフトシーケンスとパワーカットシフトシーケンスとの間の頻繁な変更は、運転者の快適性の観点から望ましくない。

米国特許出願公開第２０１３／０１７２１４７号明細書は、デュアルクラッチトランスミッションの少なくとも１つのシミュレートされた変速シーケンスを含んだ予測モデルを備えた、デュアルクラッチトランスミッションを操作する方法及び装置を開示する。この方法は、予測モデルを使用することによって、デュアルクラッチトランスミッションについて、第１のパワーアップシフト／パワーダウンシフトと第２のパワーアップシフト／パワーダウンシフトとの間の時間を予測することを含んでいる。第１のパワーアップシフト／パワーダウンシフトと第２のパワーアップシフト／パワーダウンシフトとの間の予測時間が所定時間より短ければ、トランスミッションを操作するための少なくとも１つのパラメータが変更される。

米国特許出願公開第２０１３／０１７２１４７号明細書に開示された方法は、ドライバビリティ及び運転者の快適性を向上させるが、さらなる向上が必要である。

本発明の目的は、運転者の快適性を改善させる、車両のマルチクラッチトランスミッションを制御する方法を提供することである。この目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。本発明のさらに有利な態様は、従属請求項に開示されている。本発明の他の目的は、コンピュータプログラムコード手段、そのようなコンピュータプログラムコード手段を保持するコンピュータ可読媒体、及び、そのようなコンピュータプログラムコード手段を実行する制御装置を備えたトランスミッション制御システムを提供することである。

これまで知られていた変速ストラテジーは、所定の車両変数のいくつかを使用して、次の変速がパワーシフト又はパワーカットシフトとして実行されるかどうかを予測して決定する。車両変数は、車両に直接関連する変数、即ち、車両に特有な変数、車両の走行に関連する変数、即ち、走行に特有な変数、又は、環境条件を対象とする変数、即ち、環境変数とすることができる。車両に特有な変数の例は、例えば、車両負荷及びエンジン摩擦である。走行に特有な変数の例は、例えば、運転者が要求する車速及び車両加速度である。環境変数の例は、例えば、道路勾配及び路面条件である。所定の車両変数は、現在及び／又は予想される車両の挙動を決定するために使用され、現在及び／又は予想される車両の挙動に基づいて、次の変速がパワーシフト又はパワーカットシフトとして実行されるべきかが決定される。パワーシフトが適用される場合、変速シーケンス中、基本的にトルク伝達を遮断せず、ワンステップのアップシフト又はダウンシフトが実行される。パワーカットシフトが適用される場合、変速シーケンス中、トルク伝達が一時的に遮断されるが、アップシフト又はダウンシフトは、次に続く高速ギア又は低速ギアを必要としない。従って、パワーカットシフトが適用される場合、ギアをスキップすることができる。

運転者の快適性の観点から、あまりにも頻繁な変速を回避することが望ましく、変速タイプの決定は、例えば、次の変速が実行されるまでの予測時間に基づくことができる。パワーカットシフトを適用することによって、特定のギアがスキップされて、各ギアでの駆動に費やされる時間が長くなる可能性があるが、パワーシフトが適用されると、ギアをスキップすることができない。従って、次の変速までの予測時間が短かすぎれば、パワーカットシフトを使用して少なくとも１つのギアをスキップすることが望ましい。

しかしながら、変速ストラテジーは、連続的な変速に使用される変速タイプが頻繁に変更され、運転者によって煩わしいと感じられ得る結果を有している。この問題は、ローギアレジスタ（low gear register）においてアップシフト中にパワーシフトが実行されたかどうかを検知し、そうであれば、次の変速に対して従前に設定された変速ストラテジーを無効にして、パワーシフトによってのみ変速を継続する、本方法によって対処される。

例えば、同じ登坂路を登坂するたびに、変速シーケンスがほぼ同じであることを意味する、一貫した方法での車両の挙動が行われることも望ましい。特定の道路距離を走行するたびに、変速が実行される方法が異なれば、これはまた、運転者によって煩わしいと感じられるであろう。そのような挙動はまた、本発明の方法を適用することによって緩和される。

前述したように、公知の車両のマルチクラッチトランスミッションは、パワーシフト又はパワーカットシフトのいずれかによって変速されるように構成されている。どのタイプの変速が実行されるかは、変速ストラテジーによって制御される。変速ストラテジーによって選択された変速タイプは、所定の車両変数に依存している。そのような変速ストラテジーは、瞬間的な車両変数に基づいて、車両の予測挙動に応じたパワーシフト又はパワーカットシフトとして次の変速を決定する方法ステップを備えている。

本発明の方法は、ローレンジギアレジスタにおいて高速ギアへのパワーシフトを検出する方法ステップを更に備えることを特徴とする。この方法は、ローレンジギアレジスタにおいて高速ギアへのパワーシフトが検出されると、前述した従前に設定された変速ストラテジーを無効にするステップと、パワーシフトとして次の変速を実行するように、マルチクラッチトランスミッションを制御するステップと、を更に備えている。

前述した検出動作は、次の変速動作がパワーシフトとして実行されることを制御装置が決定したときに記憶するステップと、次の変速が実行されることになったときに、従前の変速がパワーシフトとして実行されたことを制御装置に警告するステップと、を備えている。

従って、適用された既知の変速ストラテジーは、瞬間的な車両変数に基づいて、次の変速がパワーカットシフト又はパワーシフトとして実行されるべきであるかを決定する。例えば、道路勾配、車両負荷及び車両加速度とすることができる瞬間的な車両変数は、車両の瞬間的及び／又は予想される挙動を決定するために使用される。

本発明の方法を適用することによって、ローレンジギアレジスタにおいて低速ギアから高速ギアへのパワーシフトが検出されると、従前に適用された変速ストラテジーが無効にされ、従前に適用された変速ストラテジーによって決定された変速ストラテジーと無関係に、次の変速がパワーシフトとして実行される。これは、パワーシフトとパワーカットシフトとの間の変更回数を減らし、運転者の快適性を向上させる。

急な登坂路を走行する場合、又は、特に登坂路で車両を発進させる場合には、変速ストラテジーは、開始する変速がパワーシフトとして実行されなければならないことをかなりの確信を持って決定する。本発明の方法を適用することによって、これはまた、その登坂路を走行する場合に、次のすべての変速がパワーシフトとして実行されることを含んでいる。従って、本発明の方法を適用することによって、車両の挙動もまた、急な登坂路を走行するたびに一定となる。これは、運転者の快適性にとっても重要である。

すべての方法ステップを含む方法は、車両の制御装置によって実行され、制御装置のソフトウエアによって制御される。制御は、例えば、電子制御装置又はトランスミッション制御装置であってもよい。この方法が制御装置によって実行されることを参照する場合、これは、この方法が単一の制御装置によって実行されることに限定されない。この方法は、車両の相互作用する複数の制御装置及びローカルコントローラを含む、分散制御装置によって実行されてもよい。これは、車両のコンピュータとも呼ばれる。コンピュータは、定義によれば、情報を検索、格納、処理及び再分配することができるプログラム可能な電子装置であり、従って、単一のコンポーネント又は相互作用するコンポーネントのネットワークである、制御装置と同一の動作が提供されて実行される。

この方法のさらなる態様は、瞬間的なエンジントルクをトルク閾値と対比して評価する方法ステップを備えている。この方法の態様は、瞬間的なエンジントルクがトルク閾値を下回ったと評価されると、従前に設定された変速ストラテジーを無効にするステップと、次の変速がパワーカットシフトとして実行されるように、マルチクラッチトランスミッションを制御するステップと、を更に備えている。

前述したように、パワーシフトの適用を可能にするため、ある程度の最小限のエンジントルクがエンジンによって供給されなければならない。伝達されなければならない最小限のトルクは、トルク閾値に設定される。この最小限のエンジントルク閾値は、任意の車両変数に依存せず、エンジンによってマルチクラッチトランスミッションへと伝達されるトルクがパワーシフトを実行するために十分であるということのみに依存する。本方法のこの態様によれば、瞬間的なエンジントルクがトルク閾値を下回ると、従前に適用された変速ストラテジーによって決定されたものに関係なく、次の変速動作は、常に、パワーカットシフトとして実行される。従って、従前に設定された変速ストラテジーは、本方法のこの態様によって無効にされる。本発明のこの態様を適用することによって、パワーシフトによる変速が許可されている場合、エンジンによって供給されたトルクは、パワーシフトを実行することができるのに十分でもあると推定される。

本発明はまた、コンピュータで実行されたとき、本明細書に開示された本発明の態様の任意のステップ又はその組み合わせを実行する、コンピュータプログラムコード手段に関する。また、本発明は、前述したプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体に関する。本発明はさらに、マルチクラッチトランスミッションを制御するように配置された任意形態の制御装置を備えたトランスミッション制御システムに関し、この制御装置は、本明細書に開示された本発明の態様の任意のステップ又はその組み合わせを実行するようにプログラムされている。

本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示される。

添付図面を参照し、以下、本発明のより詳細な実施形態を説明する。

大型車両の概略図である。 本発明の方法を説明するために提供される概略的な地形図である。 本発明の方法の態様をさらに説明するために提供される時間とトルクとの関係図である。 本発明の第１の実施形態に関する概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に関する概略ブロック図である。

図１は、ドライブトレインＤＴを備えた大型車両Ｖの概略図を示す。ドライブトレインＤＴは、内燃機関ＩＣＥと、マルチクラッチトランスミッションＭＣＴと、制御装置ＣＵと、を備えている。内燃機関ＩＣＥは、車両Ｖの推進のために内燃機関ＩＣＥによって伝達されたトルクがマルチクラッチトランスミッションＭＣＴによって制御可能であるように、マルチクラッチトランスミッションＭＣＴに連結されている。内燃機関ＩＣＥ及びマルチクラッチトランスミッションＭＣＴは、制御装置ＣＵに接続され、制御装置ＣＵによって制御される。

マルチクラッチトランスミッションＭＣＴは、パワーシフト又はパワーカットシフトのいずれかとして変速を実行する制御を行うように構成されている。どの変速タイプが選択されるかは、所定の車両変数に依存している。一般的に、例えば、幹線道路を一定速度で走行しているなど走行に変化がない場合や、ギアがスキップされる場合には、パワーカットシフトが使用されるが、重い荷物を搭載して急な登坂路を走行している場合など走行に変化があれば、望ましくは、パワーシフトが使用される。運転者は、一般的に、パワーシフトより容易に気付く、一時的なトルク遮断を伴うパワーカットシフトを感じる。

図２ａは、本発明の方法を説明するために提供される概略的な地形図を示している。この図では、単位が指定されていない高さｈがｙ軸に示され、単位が指定されていない距離ｄがｘ軸に示されている。図２ａはさらに、区間／位置Ａ、Ｂ及びＣで示される３つの異なる区間の３つの異なる位置における概略的な車両Ｖを開示し、車両Ｖの車両変数ＶvarA、ＶvarB及びＶvarCは、車両Ｖの位置Ａ、Ｂ及びＣに依存している。

車両変数ＶvarA、ＶvarB及びＶvarCは、例えば、車両Ｖに関連する変数、即ち、車両負荷などの車両に特有の変数、及び、エンジン摩擦などの車両に特有の特性、走行挙動に関連する変数、例えば、運転者が要求した車速及び運転者が要求した車両加速度などの走行に特有の変数、並びに、環境条件に関連する変数、例えば、道路勾配及び路面状態などの環境変数に依存することができる。道路勾配及び車両負荷は、例えば、変速ストラテジーが決定される場合、最も影響のある２つのパラメータであることを意味する、最も重要な２つの車両変数である。

従前に知られていた変速ストラテジーによれば、瞬間的な車両変数は、適切である次の変速タイプが何であるかを予測して決定するために使用される。適切な変速タイプは、前述したように、例えば、次の変速が必要となるまでの予測時間に依存している。

既知の変速ストラテジーが適用される例を考察する。
道路勾配がかなり著しい区間Ａを走行する場合、次のギアが使用されるまでの予測時間が十分長いため、次の変速は、間違いなく（most certainly）、パワーシフトによって実行されるように制御される。次のギアが使用される予測時間は、瞬間的な車両変数ＶvarAを評価することによって次々と決定される、現在及び／又は予測される車両の挙動によって決定される。一般的に、急勾配は、特に重い荷物を搭載した車両で低速走行する場合、より少ない頻度の変速が開始されることを含んでいる。瞬間的な車両変数ＶvarBが適用され、道路勾配がそれほど著しくない区間Ｂに移行すると、あまり頻繁な変速が起こらないため、少なくとも１つのギアがスキップされることが必要であるので、その代わりに、次の変速は、間違いなく、パワーカットシフトとして実行されると決定される。車両変数ＶvarCを伴う区間Ｃに引き続いて移行すると、道路勾配が再び著しくなり、次の変速は、間違いなく、パワーシフトによって実行されると決定される。区間Ａのパワーシフトから区間Ｂのパワーカットシフトへの変更、及び、最終的に区間Ｃのパワーカットシフトへの復帰は、運転者にとって煩わしいと感じられる可能性がある。

本発明の方法の態様によれば、ローレンジレジスタにおけるパワーシフトによるアップシフトの検出は、従前に設定された変速ストラテジーを無効にする。これは、区間Ｂの主な車両変数を考慮すると、従前に設定された変速ストラテジーは、通常では区間Ｂの変速がパワーシフトによって実行されることを許可しないが、最初の変速がパワーシフトによって実行された場合に、次の区間Ｂの変速がまたパワーシフトによって実行されるように制御されるためである。また、区間Ｃの次の変速は、パワーシフトとして実行される。本発明の方法を適用し、従前に設定された変速ストラテジーを無効にすることは、区間Ａ〜Ｃを含む例示的な走行シーケンスで走行するとき、運転者が一定の車両挙動を感じるため、運転者の快適性を向上させる。

図２ｂは、本発明の方法の態様をさらに説明するために提供される時間ｔとトルクＴとの関係図を示している。図２ｂにおいて、水平線Ｔｔはトルク閾値を示している。トルク閾値Ｔｔは、マルチクラッチトランスミッションのパワーシフトが可能である、最小限のエンジントルクを示している。Ｔｍｏｎは、経時的な車両の瞬間的なエンジントルクを示している。前述したように、公知の変速ストラテジー及び本方法の開示された態様によれば、次の変速タイプは、瞬間的な車両変数と、従前の変速がパワーシフトであったかと、に依存している。図２ｂは、開示された本発明の一態様である。

図２ｂにおいて、時間間隔ｔｘ〜ｔｙ内の３つの時点ｔ１、ｔ２及びｔ３が示されている。ｔ１において、瞬間的なエンジントルクＴｍｏｎはトルク閾値Ｔｔより高く、その結果、作用するエンジントルクが低すぎることに起因する、変速タイプに関して限定されない。また、ｔ２において、瞬間的なエンジントルクＴｍｏｎはトルク閾値Ｔｔより高く、作用するエンジントルクが低すぎることに起因する、変速タイプに関して限定を与えない。ｔ１及びｔ２の走行状況は、例えば、重い荷物を搭載した車両が登坂する場合である。

ｔ３において、瞬間的なエンジントルクＴｍｏｎは、トルク閾値Ｔｔより低い。これは、例えば、アイドルスピードで降坂路を下る場合に起こり得る。図２ｂに開示された本発明の態様によれば、瞬間的なエンジントルクＴｍｏｎがトルク閾値Ｔｔより低い場合、従前に設定された任意の変速ストラテジーが無効にされ、変速が常にパワーカットシフトによって行われる。

図３ａは、本方法を実行する実施形態に関する概略ブロック図を示している。この方法は、次の変速がパワーシフト又はパワーカットシフトとして実行されるべきであるかを決定する（１０）、公知の変速ストラテジーが適用されることによって開始される。実行すべき変速タイプの決定は、現在及び／又は予測される走行の挙動を決定するために使用される、いくつかの所定の車両変数Ｖvarに基づいている。この方法によれば、引き続いて検出動作１００が実行され、直前にどのタイプの変速が実行されたか（ＰＳ／ＰＣ）、直前の変速が低速ギアから高速ギアへの変速であるか高速ギアから低速ギアへの変速であるか、すなわち、その変速がアップシフトかダウンシフトであるか（ＵＰ／ＤＯＷＮ）、直前の変速がローレンジギアで実行されたかハイレンジギアで実行されたか（ＬＲｇ／ＨＲｈ）が検出される。直前の変速がローレンジギアにおいて低速ギアから高速ギアへのパワーシフトであれば（ＰＳ＋ＵＰ＋ＬＲｇ）、従前に設定された変速ストラテジーが無効にされ、次の変速がパワーシフトとして実行されるように、マルチクラッチトランスミッションを制御する方法ステップ１５１が実行される。そうでなければ、従前に設定された変速ストラテジーに従って、変速の制御１５０が実行される。

図３ｂは、本方法の他の実施形態に関する概略ブロック図を示している。図３ｂに開示される方法の実施形態は、図３ａに関連して前述した方法ステップを備え、付加的に図３ｂの実施形態は、瞬間的なエンジントルクがトルク閾値より低いか（Ｔｍｏｎ＜Ｔｔ）を評価する方法ステップ１２０を備えている。瞬間的なエンジントルクＴｍｏｎがトルク閾値Ｔｔより低ければ、任意の変速ストラテジーが無効にされ、次の変速がパワーカットシフトとして実行されるように、マルチクラッチトランスミッションを制御する方法ステップ１５２が適用される。

図３ｂに関連して説明した方法は、ローレンジギアレジスタにおける１段のアップシフトに限定されず、パワーシフトによる変速が行われようとするたびに適用することができる。

本発明は、前述及び図示された実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で多くの変更及び修正を行うことができることを認識するであろう。

前述した方法ステップは、説明したように順番に実行する必要はなく、本質的に同時に実行されてもよいことを理解されたい。

Claims (5)

1. 車両（Ｖ）のマルチクラッチトランスミッション（ＭＣＴ）を制御する方法であって、
   前記マルチクラッチトランスミッション（ＭＣＴ）は、所定の車両変数に応じてパワーシフト（ＰＳ）又はパワーカットシフト（ＰＣ）のいずれかで変速されるように構成され、瞬間的な車両変数に基づく車両（Ｖ）の予想挙動に応じて、パワーシフト（ＰＳ）又はパワーカットシフト（ＰＣ）としての次の変速を決定するステップ（１０）を含む変速ストラテジーを決定して実行する方法は、
   ローレンジギア（ＬＲｇ）において高速ギアへのパワーシフト（ＰＳ）を検知するステップ（１００）と、
   ローレンジギア（ＬＲｇ）において高速ギアへのパワーシフト（ＰＳ）が検知されると、従前に設定された変速ストラテジーを無効にするステップと、
   次の変速がパワーシフト（ＰＳ）として実行されるように、前記マルチクラッチトランスミッション（ＭＣＴ）を制御するステップ（１５２）と、
   を更に備えたことを特徴とする方法。
2. 瞬間的なエンジントルク（Ｔｍｏｎ）をトルク閾値（Ｔｔ）と比較して評価するステップ（１２０）と、
   前記瞬間的なエンジントルク（Ｔｍｏｎ）が前記トルク閾値（Ｔｔ）より低いと評価されると、前記従前に設定された変速ストラテジーのいずれかを無効にするステップと、
   次の変速がパワーカットシフト（ＰＣ）として実行されるように、マルチクラッチトランスミッション（ＭＣＴ）を制御するステップ（１５１）と、
   を更に備えた方法。
3. コンピュータで実行されたとき、請求項１又は２の前記ステップを実行するコンピュータプログラムコード手段。
4. コンピュータで実行されたとき、請求項１又は２の前記ステップを実行するプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体。
5. マルチクラッチトランスミッション（ＭＣＴ）を制御するように配置された制御装置（ＣＵ）を備え、前記制御装置が、請求項１又は２の前記ステップを実行するようにプログラムされた、トランスミッション制御システム。