(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のトラクション機構によって駆動されるプライマリシャフト上で回転し、平行軸ギアボックスのセカンダリシャフトに回転可能に連結されるピニオン（６）に対して、同期メカニズムなしにピニオン（６）の同期を制御する方法であって、
前記ピニオンの連結に先立って、前記プライマリシャフトの速度（ω１）と、前記プライマリシャフトと前記セカンダリシャフトとの間の減速比（Ｋ）を乗算した前記セカンダリシャフトの速度（ω２）との差である速度差（σ）が最小化するようにトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を算定するトルク算定工程と、
算定したトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）に依存するトルク指令（Ｔ１ｒｅｆ）を前記トラクション機構に送る工程とを有し、
前記トルク算定工程は、速度差（σ）の絶対値が所望の精度（ε）よりも大きいか、否かによって、異なる態様でトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を算定し、算定されるトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）は、較正制限係数（α）の関数で表される、方法。
【請求項２】
速度差（σ）の絶対値が所望の精度（ε）よりも大きい場合に、前記トラクション機構の最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）または最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）を較正制限係数（α）で除した値にトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を算定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
速度差（σ）の絶対値が所望の精度（ε）よりも大きくない場合に、前記トラクション機構の最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）と最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）の両方を用いて平滑化した値にトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を算定する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
速度差（σ）の絶対値が所望の精度（ε）よりも小さい場合、非ゼロの較正ゲイン（Ｋｉ）で較正した速度差（σ）の積分値によってトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を補正する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
算定されたトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を、トラクション機構の最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）及び最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）と比較し、最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）と最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）との間にない場合に、トルク指令（Ｔ１ｒｅｆ）を、最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）または最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）に制限する工程を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
算定されたトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を、トラクション機構の最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）及び最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）と比較し、最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）と最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）との間にある場合に、算定されたトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）をトルク指令（Ｔ１ｒｅｆ）とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
速度差（σ）の絶対値が所望の精度（ε）よりも小さい場合、非ゼロの較正ゲイン（Ｋｉ）で較正した速度差（σ）の積分値によってトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）を補正し、補正したトルク信号を算定されたトルク信号（Ｔ１ｃａｌｃ）として、トラクション機構の最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）及び最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）と比較する、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃トラクションエンジン及び／または電気トラクション機構といった、少なくとも１つの動力源を有する車両のギアボックスのギアシフト制御に関する。
【０００２】
より具体的には、車両のトラクション機構によって駆動されるプライマリシャフト上で回転し、平行軸ギアボックスのセカンダリシャフトに回転可能に接続されたピニオンの同期を、同期メカニズムなしに制御する方法に関する。本方法は、プライマリシャフト上のピニオンの連結よりも前に、プライマリシャフトの速度と、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間の減速比を乗算したセカンダリシャフトの速度との差を最小化するトルク指令をトラクション機構に送ることに基づく。
【０００３】
本発明は、特に電気及びハイブリッドのドライブトレーンの、連結手段を動かすことによってリングを同期させることなくギアチェンジが行われる、全ての平行軸トランスミッションに適用可能である。
【背景技術】
【０００４】
スライディングギアのピニオンとの係合による連結システムが機械的同期の手段を何も有しないとき、ギアボックスのプライマリシャフトの速度を制御することによって、各回転要素を同期させることができる。この制御には、トルクの衝撃を避けるため、トラクション機構による速度の正確な制御が必要とされる。
【０００５】
公報ＦＲ２９８８７９９は、機械的同期装置なしにピニオンをシャフトと同期させる、既知の方法について開示している。本方法によると、車両のトラクション機構は、ギアボックスのプライマリシャフトの速度と、プライマリシャフトとセカンダリシャフトの間のギア比を乗算したセカンダリシャフトの速度との間の差を、最小化するように制御される。本プロセスの利点は、電気機械のシャフトの速度と車輪に接続されたシャフトの速度とが、近いギア比において完全に等しくなるまで、トラクション機構の制御を保持することである。しかし、本プロセスの精度は、特にトラクション機構が内燃機関である場合、トラクション機構の慣性、及びトルク制御指示に対する応答時間に直面する。主な困難に遭遇するのは、急坂上でのハードブレーキング時である。
【０００６】
シフト操作が満足できる条件下で行われるためには、同操作は、運転者にとって完全に透過的でなくてはならず、その一方で車輪のトルクに対する要求を満たし続けなくてはならない。具体的には、速度差は、非常に迅速に３０ｒｐｍ（回毎分）の範囲に到達しなくてはならない。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、シャフトの連結フェーズの開始前に、２本のギアボックスシャフトの同期を最短時間で確保することである。
【０００８】
この目的のため、本方法は、同期フェーズ完了後に、速度差が絶対値において目標とされたプライマリシャフト速度の所望の精度よりも大きい場合、計算されたトルク信号の大きさを制限することを提案する。
【０００９】
本プロセスによって、あらゆる環境における、とりわけ急な下り坂でのハードブレーキングの間の、スムーズなギアチェンジが可能になる。本プロセスによって、連結フェーズの間に被り得るトルク衝撃の、主要な発生源が取り除かれる。連結システムの機械部品の過剰損耗は、こうして回避される。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照し、後述の本発明の非限定的な実施形態の説明を読むことにより、よりはっきりと明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、連結を表す概略図である。
【図２】本発明の方法の概要を、論理ダイヤグラムの形態で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａ〜１Ｃは、ギアシフト用スライディングギア２、スリーブ３、フォーク４、及びギアピニオン６を概略的に示す。スライディングギアの歯２ａとピニオンの歯６ａもまた、図の下部に示されている。スライディングギア２及びピニオン３は、車両の動力源（トラクション機構）に接続された「プライマリ」ギアボックスシャフト（図示せず）上で同軸である。ピニオン６は、車両の車輪に接続されたセカンダリギアボックスシャフトに、回転可能に接続されている。
【００１３】
図１Ａは、システムの初期状態（ニュートラル）を示す。スライディングギア２は、プライマリシャフトの速度である速度ω１で回転している。ピニオン６は、ギアボックスのセカンダリシャフトによって課された、（ω１とは異なる）速度ω２で回転している。図１Ｂは、スライディングギア２が、その歯２ａがピニオン６の歯と当たるまで移動した状態である。スライディングギア２とピニオン６の回転速度が等しくなったとき、即ち同期フェーズの完了時には、スライディングギアの歯はピニオンの歯と噛合し、ギアと係合する。これがピニオンとスライディングギアの連結フェーズである。
【００１４】
提案された制御方針の目的は、スライディングギアとピニオンの連結フェーズが可能な限り透過的になること、即ちほぼトルク衝撃なしにすることである。これを達成するため、連結フェーズの間に連結器に伝達されるトルクが最小限になるように、同期は制御される。
【００１５】
図２に示す方針の以下の記載について、以下の標記が用いられる。
ω１：動力源に接続された、プライマリシャフト及びスライディングギア２の速度Ｔ１：動力源のトルク
Ｔｄ１：動力源の抵抗トルク（未知の外因性入力）
Ｊ１：スライディングギア２のシャフトに加わる慣性
ω２：到達目標となる、ピニオン４の速度
Ｔｄ２：ピニオン４の抵抗トルク（未知の外因性入力）
Ｊ２：ピニオン４に加わる慣性
Ｋ：プライマリシャフトとセカンダリシャフトの間の減速比
【００１６】
初期状態でギアボックスの２つのシャフトが完全に連結解除されていると仮定することによって、また力学の基本原理を当てはめることによって、下記の動的モデルが得られる。
セカンダリシャフト（ピニオン６）用：
0006602315.tif 000002
第２の抵抗トルク、及び
プライマリシャフト（スライディングギア２）用：
0006602315.tif 000003
エンジントルクとプライマリシャフトの抵抗トルクの合計。
【００１７】
図２によると、プライマリシャフトとセカンダリシャフトは、以下の方法で基準指令信号Ｔ１ｒｅｆを生み出すことによって、（ギア比Ｋにおいて）同期している。測定基準信号ω２ｍｅｓ（セカンダリシャフトの速度）に減速比Ｋを乗算し、積Ｋ．ω２ｍｅｓを基準信号ω１ｍｅｓ（プライマリシャフトの速度）と比較する。差σ＝Ｋω２ｍｅｓ−ω１ｍｅｓの符号及び大きさによって、動力源の入力または電気もしくは内燃機関のトラクション機構に適用されるべきトルク値Ｔ１ｃａｌｃを計算することが可能になる。トルク指令Ｔ１ｒｅｆは、プライマリシャフトの速度ω１と、プライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間の減速比Ｋを乗算したセカンダリシャフトの速度ω２との差σを最小化するように計算されたトルク信号Ｔ１ｃａｌｃに依存する。計算されたトルクＴ１ｃａｌｃは、トラクション機構の最小トルクＴ１ｍｉｎと最大トルクＴ１ｍａｘとの間にあるかどうかを判定するために、モニタリングされる。上記が該当しない場合、信号Ｔ１ｃａｌｃは、これらの値のうちの１つで飽和される。
【００１８】
速度差σは、プライマリシャフトの速度目標について到達するのが望ましい精度を表す、較正パラメータεと比較される。εは、目標値と、同期フェーズの完了後に得られたプライマリシャフトの速度値との間の、速度の許容差である。σ＞εまたはσ＜−εのとき（同期フェーズの完了後のプライマリシャフトの目標速度ω１に関して、差σが所望の精度εよりも絶対値において大きいとき）、計算されたトルクＴ１ｃａｌｃは、１以上である較正された係数αによって大きさが制限される。より具体的には、計算されたトルク信号Ｔ１ｃａｌｃの大きさは、こうして、トラクション機構の最大トルク値Ｔ１ｍａｘと最小トルク値Ｔ１ｍｉｎの、較正された制限係数αとの比に等しい値に制限される。値Ｔ１ｍｉｎ／αまたはＴ１ｍａｘ／αによって、同期に使用することができるトラクショントルクが決定される。
【００１９】
差σが絶対値において精度εよりも大きくない場合、最大トルク（Ｔ１ｍａｘ）と最小トルク（Ｔ１ｍｉｎ）の両方を用いて、例えば次のタイプの式を適用することによってトルクＴ１ｃａｌｃを平滑化する。
0006602315.tif 000004
【００２０】
本発明の別の独創性は、差σが絶対値において所望の精度εよりも小さい場合、較正されたゲインＫｉによって乗算された差の積分演算を作動させることにある。ゲインＫｉは、非ゼロの値Ｋｉ＃を有する。それ以外の場合、Ｋｉはゼロであり、積分補正項もまたゼロである。計算されたトルクＴ１ｃａｌｃは、この積分項によって補正される。図に示すように、積分項は、前の大きさ制限ステップまたは平滑化ステップからの信号Ｔ１ｃａｌｃに加算される。
【００２１】
トラクション機構のトルク指令信号Ｔ１ｒｅｆは、計算された信号Ｔ１ｃａｌｃを、「リミッター」で、トラクション機構の最大トルク値Ｔ１ｍａｘと最小トルク値Ｔ１ｍｉｎとの間に制限することによって得られる。この制限は、積分項による、計算された信号Ｔ１ｃａｌｃの起こり得る補正の後に行われる。
【００２２】
最後に、補正された信号Ｔ１ｃａｌｃは、図２で言及された「リミッター」で、最大トルク値Ｔ１ｍａｘと最小トルク値Ｔ１ｍｉｎとの間に制限される。リミッターは、スライディングギア２とピニオン６とを同期させるため、トラクション機構の基準指令信号Ｔ１ｒｅｆを伝送する。
【００２３】
これらの回転要素が同期しているとき、スライディングギアを「オープン」位置から「クローズ」位置へと移動させることである第２のフェーズ、即ち連結フェーズが生起し得る。
【００２４】
結論として、本発明によって実施される方針によって、非常に迅速に速度差が減少し、約３０ｒｐｍの値に到達することが可能になる。本方法によって、後続する２本のシャフトの連結フェーズを、トルクの再開にもかかわらずユーザーにとって満足できるものに、即ちトルク衝撃が可能な限り小さい連結フェーズにする。本方法は、とりわけ、上記のハードブレーキングの好ましくない状況に相当する、ランプタイプの軌道追従の管理を可能にする。最後に、目標速度への収束は、（アクチュエータ及び／またはトラクション機構の慣性や応答時間、または想定される遅延といった）システム固有のパラメータには依存せず、そのため本方針はロバストである。本方針は、電気機械であろうと内燃機関であろうと、アイドリングスピードで回転しようとしまいと、車輪にトルクを伝達していようといまいと、同期を求める動力源のタイプに関わらず有効である。
【図１】
0006602315.tif 000005
【図２】
0006602315.tif 000006