JP7651284B2 - 減速段階中にサーボアシストトランスミッションを備える路上走行車両を制御する方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、その開示全体が参照により本願に組み入れられる２０１９年９月３０日に出願されたイタリア特許出願第１０２０１９００００１７５１０号の優先権を主張する。

本発明は、減速段階中にサーボアシストトランスミッションを備える路上走行車両を制御する方法に関する。

本発明は、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッションを備えるドライブトレインにおいて有利な用途を見出し、このため、これについては、一般性を失うことなく、以下の説明で明確に言及する。

デュアルクラッチサーボアシストトランスミッションを備えるドライブトレインは、互いに同軸で互いに独立しているとともに互いに内側に挿入される一対の主シャフトと、それぞれがそれぞれの主シャフトを内燃エンジンのドライブシャフトに接続するようになっている２つの同軸クラッチと、動きを駆動輪に伝達するとともにそれぞれがギアを形成するそれぞれのギアトレインによって主シャフトに結合され得る少なくとも１つの副シャフトとを備える。

ギアシフト中、現在のギアが副シャフトを主シャフトに結合し、一方で、追従するギアが副シャフトを他の主シャフトに結合し、結果として、ギアシフトは、２つのクラッチを交差させることによって、すなわち、現在のギアに関連付けられるクラッチを開放することによって及び同時に追従するギアと関連付けられるクラッチを閉じることによって行われる。

ドライブトレインが自動モードで動作する際、つまり、ギアシフトがドライバーによって要求されないが（自動トランスミッションの挙動をシミュレートする）ドライブトレインの制御ユニットによって自律的に決定される際、及び、路上走行車両１が中速で前進する（つまり、路上走行車両１が非高性能モードで運転される）際には、内燃エンジンが低速（例えば、約１，５００～２，５００回転／分の範囲）で動作して燃料消費料を最小限に抑えることができるようにするべく一般に「高」ギアが使用される。これらの状態では、ドライブトレインの制御ユニットが下限閾値及び上限閾値を使用し、内燃エンジンの回転速度が下限閾値よりも低い場合にはダウンシフトが実行され（つまり、新たなより低いギアが噛み合わされる）、一方、内燃エンジンの回転速度が上限閾値を超える場合にはアップシフトが実行され（つまり、新たなより高いギアが噛み合わされる）、この制御モードは、内燃エンジンが低速で動作できるようにするのに有効であるが、ドライバーがブレーキペダルに（多かれ少なかれ強く）作用することによって路上走行車両を停止することを決定する際に非常に低い速度を引き起こす（つまり、内燃エンジンを非常にゆっくりと動作させる可能性があり、その結果、動作が不規則になり、望ましくない停止につながることさえあり得る）リスクがある。これは、ダウンシフトが必要な快適さ（ドライブトレインが自動モードで動作するときには不可欠である）を確保するために所定の実行時間を必要とするとともに、回転速度が下限閾値を大きく下回るのを防止するために要求される全てのダウンシフトを実行するのに必要な時間が存在し得ないからである。

内燃エンジンの動作が遅すぎるのを防ぐために現在使用される解決策は、ダウンシフトをスピードアップさせる（つまり、特に急速なダウンシフトを強制する）ことであるが、この解決策は（急速に実行されるダウンシフトに起因して）、衝撃的な縦方向の加速をもたらすとともに、内燃エンジンの速度の急激な増大を引き起こし、したがって、ドライバーにより認識される快適な乗り心地を大幅に低下させる。

特許出願である国際公開第２０１５０２４７９２号パンフレットは、減速段階中にサーボアシストトランスミッションを備える路上走行車両を制御する方法を記載しており、条件が許す場合には、多重ダウンシフトが実行され、それにより、最初のギアと最後のギアとの間の中間ギアが噛み合わされることが防止される。

本発明の目的は、減速段階中にサーボアシストトランスミッションを備える路上走行車両を制御する方法を提供することであり、前記方法は、前述の欠点を被らないと同時に、実施が容易で経済的である。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に係る、減速段階中にサーボアシストトランスミッションを備える路上走行車両を制御する方法が提供される。

添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を記載し、明細書本文の一体部分を形成する。

ここで、本発明の非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して本発明を説明する。
本発明の制御方法にしたがって制御される、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッションを伴うドライブトレインを備える後輪駆動の路上走行車両の概略平面図である。 図１のドライブトレインの概略図である。

図１において、数字１は、全体として、２つの前従動（すなわち、非駆動）輪２と２つの後駆動輪３とを備える路上走行車両（特に、自動車）を示す。前方位置には、ドライブトレイン６によって駆動輪３に伝達されるトルクを生成するドライブシャフト５を備える内燃エンジン４がある。ドライブトレイン６は、後輪駆動アセンブリに配置されるデュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７と、ドライブシャフト５をデュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７の入力に接続するトランスミッションシャフト８とを備える。デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は、トレインのような態様でセルフロック差動装置９に接続され、セルフロック差動装置９からは一対のアクスルシャフト１０が延び、各アクスルシャフト１０は駆動輪３と一体である。

路上走行車両１は、エンジン４を制御するエンジン４の制御ユニット１１と、ドライブトレイン６を制御するドライブトレイン６の制御ユニット１２と、バスライン１３とを備え、バスライン１３は、例えばＣＡＮ（カー・エリア・ネットワーク）プロトコルにしたがって製造され、路上走行車両１全体に延びるとともに、２つの制御ユニット１１，１２が互いに通信できるようにする。言い換えると、エンジン４の制御ユニット１１及びドライブトレイン６の制御ユニット１２は、バスライン１３に接続され、したがって、バスライン１３を介して送信されるメッセージによって互いに通信できる。更に、エンジン４の制御ユニット１１及びドライブトレイン６の制御ユニット１２は、専用の同期ケーブル１４によって互いに直接に接続可能であり、専用の同期ケーブル１４は、バスライン１３によって引き起こされる遅延を伴うことなく、ドライブトレイン６の制御ユニット１２からエンジン４の制御ユニット１１へ信号を直接に送信できる。或いは、同期ケーブル１４がなくてもよく、また、２つの制御ユニット１１，１２間の全ての通信がバスライン１３を使用してやりとりされてもよい。

図２によれば、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は、互いに同軸で互いに独立しているとともに互いに内側に挿入される一対の主シャフト１５を備える。更に、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は、それぞれがそれぞれの主シャフト１５をトランスミッションシャフト８の介在により内燃エンジン４のドライブシャフト５に接続するようになっている２つの同軸クラッチ１６を備え、各クラッチ１６は、オイルバスクラッチであり、そのため、圧力制御され（すなわち、クラッチ１６の開閉の程度は、クラッチ１６内のオイルの圧力によって決定される）、別の実施形態によれば、各クラッチ１６は、乾式クラッチであり、したがって、位置制御される（すなわち、クラッチ１６の開閉の程度は、クラッチ１６の可動要素の位置によって決定される）。デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は、駆動輪３に動きを伝達する差動装置９に接続される１つの単一の副シャフト１７を備え、別の同等の実施形態によれば、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７が２つの副シャフト１７を備え、これらの副シャフト１７はいずれも差動装置９に接続される。

デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は、ローマ数字で示される７つの前進ギア（第１のギアＩ、第２のギアＩＩ、第３のギアＩＩＩ、第４のギアＩＶ、第５のギアＶ、第６のギアＶＩ、及び、第７のギアＶＩＩ）と後進ギア（Ｒで示される）とを有する。主シャフト１５及び副シャフト１７は複数のギアトレインによって互いに機械的に結合され、各ギアトレインは、それぞれのギアを形成するとともに、主シャフト１５に取り付けられる主ギアホイール１８と、副シャフト１７に取り付けられる副ギアホイール１９とを備える。デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７の正確な動作を可能にするために、全ての奇数ギア（第１のギアＩ、第３のギアＩＩＩ、第５のギアＶ、第７のギアＶＩＩ）が同じ主シャフト１５に結合され、一方、全ての偶数ギア（第２のギアＩＩ、第４のギアＩＶ、及び、第６のギアＶＩ）は他方の主シャフト１５に結合される。

各主ギアホイール１８は、常に主シャフト１５と一体に回転するようにそれぞれの主シャフト１５にスプライン結合されるとともに、それぞれの副ギアホイール１９と恒久的に噛み合い、一方、各副ギアホイール１９は、副シャフト１７に遊動態様で装着される。更に、デュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７は４つの同期装置２０を備え、各同期装置は、副シャフト１７と同軸に装着され、２つの副ギアホイール１９間に配置されるとともに、２つのそれぞれの副ギアホイール１９を副シャフト１７に対して二者択一的に取り付けるべく（すなわち、２つのそれぞれの副ギアホイール１９が副シャフト１７と角度的に一体になるようにするべく）動作されるように設計される。言い換えると、各同期装置２０は、副ギアホイール１９を副シャフト１７に取り付けるべく一方向に移動され得る、或いは、他の副ギアホイール１９を副シャフト１７に取り付けるべく他方向に移動され得る。

デュアルクラッチトランスミッション７は、駆動輪３に動きを伝達する差動装置９に接続される１つの単一の副シャフト１７を備え、別の同等の実施形態によれば、デュアルクラッチトランスミッション７が２つの副シャフト１７を備え、これらの副シャフト１７はいずれも差動装置９に接続される。

図１によれば、路上走行車両１は、ドライバーのための運転位置を確保する乗員室を備え、運転位置は、シート（図示せず）と、ステアリングホイール２１と、アクセルペダル２２と、ブレーキペダル２３と、２つのパドルシフタ２４，２５とを備え、２つのパドルシフタ２４，２５はデュアルクラッチサーボアシストトランスミッション７を制御してステアリングホイール２１の両側に接続される。アップシフトパドルシフタ２４は、アップシフト（すなわち、現在のギアよりも高く且つ現在のギアと隣接する新しいギアの噛み合い）を要求するためにドライバーによって（短い圧力により）操作され、一方、ダウンシフトパドルシフタ２５は、ダウンシフト（すなわち、現在のギアよりも低く且つ現在のギアと隣接する新しいギアの噛み合い）を要求するためにドライバーによって（短い圧力により）操作される。

ドライブトレイン６は自動モードで動作することができ、すなわち、ギアシフトは、ドライバーによって要求されず、（自動トランスミッションの挙動をシミュレートする）ドライブトレイン６の制御ユニット１２によって自律的に決定される。

使用時、ドライブトレイン６が自動モードで動作すると、減速段階中、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、路上走行車両１の現在の速度を検出して、内燃エンジン４の回転速度ω_Ｅを検出するとともに、サーボアシストトランスミッション７に噛み合わされる現在のギアを検出して、（例えば、ブレーキシステムの油圧回路内のブレーキ流体の圧力を検出することによって）ブレーキペダル２３の踏み込みを検出する。この時点で、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、ブレーキペダル２３の踏み込みが一定のままであると仮定して、（路上走行車両１の来たる停止を考慮して）サーボアシストトランスミッション７のクラッチ１６が確実に開放される開放速度に路上走行車両１が達することができるようにするのに必要な開放時間間隔を計算し、更に、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、ダウンシフトを実行するために必要な時間に基づいて（及び、ドライブトレインが自動モードで作動するときにはダウンシフトを最大限の快適さで実行しなければならないことから例えば８００～９００ミリ秒の範囲の所定の実行時間を必要とするという事実を考慮に入れて）、内部の開放時間内に実行され得る幾つかのダウンシフトを計算する。

その後、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、サーボアシストトランスミッション７に噛み合わされる現在のギアからサーボアシストトランスミッション７のクラッチ１６を確実に開放させる開放ギア（一般に第２のギアＩＩ）へと至るように実行されるべきダウンシフトをスケジュールして、開放時間間隔で実行され得るダウンシフトの数を超えない（必要に応じてそれよりも少ない）数のダウンシフトを実行し、最終的に、開放時間間隔中に、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、既にスケジュールされたダウンシフトを実行し、それにより、開放時間間隔の終わりに、サーボアシストトランスミッション７では開放ギア（一般に、第２のギアＩＩ）が噛み合わされ、したがって、クラッチ１６が確実に開放される。

好ましい実施形態によれば、開放ギアが第２のギアＩＩであり、路上走行車両１がクラッチ１６を開放した状態で停止され、また、路上走行車両１が停止された後、第１のギアＩがサーボアシストトランスミッション７に噛み合わされる。

一般的に言えば、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、常に単一のダウンシフトを試みてスケジュールする（すなわち、後続のギアが前のギアに連続している）が、開放時間間隔で実行され得るダウンシフトの数がサーボアシストトランスミッション７に噛み合わされる現在のギアと開放ギアとの間に存在するギアの数よりも少ない場合には、ダウンシフトのスケジューリングが必然的に少なくとも１つの多重ダウンシフトを伴う（つまり、例えば第７のギアＶＩＩから第４のギアＩＶへのダウンシフトの場合又は第６のギアＶＩから第３のギアＩＩＩへのダウンシフトの場合には、後続のギアが前のギアと連続していない）。ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、好ましくは、ダウンシフトのスケジュールの初めに（すなわち、スケジュールの最初に）、ダウンシフトのスケジュールの最後のダウンシフトが単一のダウンシフトであるように多重ダウンシフトを準備する（すなわち、想定し得る多重ダウンシフトを直ちに実行する）。

好ましい実施形態によれば、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、ブレーキペダル２３の踏み込みを周期的に検出し、開放時間間隔を再計算する（ブレーキペダル２３の踏み込みが変化した場合）とともに、開放時間間隔に実行され得るダウンシフトの数を再計算し（ブレーキペダル２３の踏み込みが変化した場合に）、その後、サーボアシストトランスミッション７に噛み合わされる現在のギアから開放ギアへと至るように実行されるべきダウンシシフトを再スケジュールする（ブレーキペダル２３の踏み込みが変化した場合）。

ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、内燃エンジン４の回転速度ω_Ｅが所定の下限閾値を下回ることを防止するダウンシフトをスケジュールして、内燃エンジン４が過度に遅く作動しないようにし、すなわち、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、内燃エンジン４の回転速度ω_Ｅが所定の下限閾値を常に超えることができるようにするべくダウンシフトをスケジュールする。

好ましい実施形態によれば、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、（適切なセンサによって）サーボアシストトランスミッション７の副シャフト１７の回転速度ω_２を測定するとともに、サーボアシストトランスミッション７の副シャフト１７の回転速度ω_２の時間微分を計算することによって路上走行車両１の縦方向の減速度を計算する。その後、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、路上走行車両１の縦方向の減速度に基づいて開放時間間隔を計算し、すなわち、ドライブトレイン６の制御ユニット１２は、路上走行車両１の縦方向の減速度に基づき、路上走行車両１が開放速度（サーボアシストトランスミッション７のクラッチ１６が確実に開放される速度）に到達するために必要な時間を計算する。

路上走行車両１のドライブトレイン６が単一クラッチサーボアシストトランスミッションを備えているときでさえ、大きな変更を伴うことなく、先に開示されたことを適用できる。

前述の制御方法は様々な利点を有する。

まず最初に、前述の制御方法は、ドライブトレイン６が自動モードで動作する際に、内燃エンジン４を過度に遅く動作させることなく、特に、ドライバーにより認識される快適な乗り心地に影響を与えることなく、路上走行車両１を停止させることができるようにする。

更に、前述の制御方法は、その実行が限られた記憶空間と低い計算能力とを必要とするため、実施するのが容易且つ経済的である。

１ 路上走行車両
２ 前輪
３ 後輪
４ エンジン
５ ドライブシャフト
６ ドライブトレイン
７ トランスミッション
８ トランスミッションシャフト
９ 差動装置
１０ アクスルシャフト
１１ エンジン制御ユニット
１２ ドライブトレイン制御ユニット
１３ バスライン
１４ 同期ケーブル
１５ 主シャフト
１６ クラッチ
１７ 副シャフト
１８ 主ギアホイール
１９ 副ギアホイール
２０ 同期装置
２１ ステアリングホイール
２２ アクセルペダル
２３ ブレーキペダル
２４ アップシフトパドルシフタ
２５ ダウンシフトパドルシフタ
ω_Ｅ 回転速度
ω_２ 回転速度

Claims (9)

1. 減速段階中にサーボアシストトランスミッション（７）を備える路上走行車両（１）を制御する方法であって、前記サーボアシストトランスミッション（７）が自動動作モードにあるときに、
   前記路上走行車両（１）の現在の速度を検出するステップと、
   前記サーボアシストトランスミッション（７）において噛み合わされている現在のギアを検出するステップと、
   ブレーキペダル（２３）の踏み込みを検出するステップと、
   を含む制御方法において、
   前記ブレーキペダル（２３）の踏み込みが一定のままであると仮定して、前記サーボアシストトランスミッション（７）のクラッチ（１６）が最終的に開放される開放速度に前記路上走行車両（１）が到達するのに必要な時間である開放時間を計算するステップと、
   ダウンシフトを実行するのに必要な時間に基づいて、前記開放時間で実行され得るダウンシフトの回数を計算するステップと、
   前記開放時間で実行され得るダウンシフトの回数を超えない数のダウンシフトを実行するために、前記サーボアシストトランスミッション（７）において噛み合わされている前記現在のギアから前記サーボアシストトランスミッション（７）の前記クラッチ（１６）を最後に開放させる開放ギアへと至るように実行されるべきダウンシフトをスケジュールするステップと、
   スケジュールされたダウンシフトを実行するステップと、
   を更に含むことを特徴とする制御方法。
2. 前記開放時間で実行され得るダウンシフトの回数が前記サーボアシストトランスミッション（７）において噛み合わされている前記現在のギアと前記開放ギアとの間に存在するギアの数よりも少ない場合に、ダウンシフトのスケジューリングが少なくとも１つの多重ダウンシフトを伴う、請求項１に記載の制御方法。
3. ダウンシフトの前記スケジューリングでは最初に多重ダウンシフトが常に配置される、請求項２に記載の制御方法。
4. ダウンシフトの前記スケジューリングの少なくとも最後のダウンシフトは常に単一のダウンシフトである、請求項２又は３に記載の制御方法。
5. 前記ブレーキペダル（２３）の踏み込みを周期的に検出するステップと、
   前記ブレーキペダル（２３）の踏み込みが変化した場合に、前記開放時間を再計算するステップと、
   前記ブレーキペダル（２３）の踏み込みが変化した場合に、前記開放時間に実行され得るダウンシフトの回数を再計算するステップと、
   前記ブレーキペダル（２３）の踏み込みが変化した場合に、前記サーボアシストトランスミッション（７）において噛み合わされている前記現在のギアから前記開放ギアへと至るように実行されるべきダウンシシフトを再スケジュールするステップと、
   を更に含む請求項１から４のいずれか一項に記載の制御方法。
6. 前記開放ギアが第２のギア（ＩＩ）であり、
   前記路上走行車両（１）が前記クラッチ（１６）を開放した状態で停止され、
   前記路上走行車両（１）が停止された後、第１のギア（Ｉ）が前記サーボアシストトランスミッション（７）に噛み合わされる、
   請求項１から５のいずれかに記載の制御方法。
7. ダウンシフトの前記スケジューリングは、内燃エンジン（４）の回転速度（ω_Ｅ）が所定の下限閾値を下回らないように行われる、請求項２から４のいずれか一項に記載の制御方法。
8. 前記開放時間を計算するステップは、
   前記路上走行車両（１）の縦方向の減速度を決定するステップと、
   前記路上走行車両（１）の前記縦方向の減速度に基づいて前記開放時間を計算するステップと、
   を含む請求項１から７のいずれか一項に記載の制御方法。
9. 前記縦方向の減速度を決定するステップは、
   前記サーボアシストトランスミッション（７）の副シャフト（１７）の回転速度（ω_２）を測定するステップと、
   前記サーボアシストトランスミッション（７）の前記副シャフト（１７）の前記回転速度（ω_２）の時間微分を計算することによって前記路上走行車両（１）の前記縦方向の減速度を計算するステップと、
   を含む請求項８に記載の制御方法。

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