(57)【要約】  本発明は、デュアルモータドライブユニット（１；１００）の第１モータ（４）を、デュアルモータドライブユニット（１；１００）の第２モータ（７）によって駆動されるアウトプットシャフト（１４）と駆動係合する方法に関し、当該方法は、第１モータ（４）をアウトプットシャフト（１４）に駆動係合させるべくクラッチ装置（９）を作動させる段階と、第１モータ（４）の回転速度（３２）をアウトプットシャフト（１４）の回転速度に同期させる段階と、第１モータ（４）の回転速度（３２）およびアウトプットシャフト（１４）の回転速度が同期しているときに第１モータ（４）の出力トルクを減少させる段階と、クラッチ装置（９）が第１モータ（４）をアウトプットシャフト（１４）に駆動係合させているときに、第１モータ（４）の出力トルクを増加させる段階とを含む。本発明は更に、当該方法を実施するためのデュアルモータドライブユニット（１；１００）に関する。
2017534026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルモータドライブユニットの第１モータを、前記デュアルモータドライブユニットの第２モータによって駆動されるアウトプットシャフトに駆動係合する方法であって、
前記第１モータを前記アウトプットシャフトに駆動係合するべくクラッチ装置を作動する段階と、
前記第１モータの回転速度を前記アウトプットシャフトの回転速度と同期する段階と、
前記第１モータの前記回転速度と前記アウトプットシャフトの前記回転速度とが同期されているときに、前記第１モータの出力トルクを減少させる段階と、
前記クラッチ装置が前記第１モータを前記アウトプットシャフトに駆動係合するときに、前記第１モータの前記出力トルクを増加させる段階と
を含む、方法。
【請求項２】
前記デュアルモータドライブユニットは車両内に配置され、作動する前記段階および同期する前記段階は車両速度が閾値車両速度より下に低下したときに開始され、前記閾値車両速度は、好ましくは、現在の車両速度に基づいて、および、前記車両の操作者によって提供される加速または減速の入力信号に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
同期する前記段階は、前記第１モータの係合速度を決定する段階と、前記第１モータの前記回転速度を前記係合速度まで調整する段階とを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１モータの前記回転速度と、前記アウトプットシャフトの前記回転速度とが同期される段階は、前記第１モータの前記回転速度が前記係合速度に一致すること、および、同期期間が最大同期期間を超えることのうち１つを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１モータは、可変容積型の静液圧ポンプと流体連通する可変容積型静液圧モータであり、同期する前記段階は、前記第１モータの押しのけ容積を変更する段階と、前記静液圧ポンプの押しのけ容積を変更する段階のうち少なくとも１つを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
同期する前記段階は、前記第１モータの押しのけ容積を増加させる段階と、前記静液圧ポンプの押しのけ容積を増加させる段階とを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記静液圧ポンプの押しのけ容積は、前記静液圧ポンプの回転速度に基づいて増加する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記静液圧ポンプの押しのけ容積の増加量は、前記静液圧ポンプの前記回転速度の減少関数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
調整する前記段階は、前記第１モータの前記係合速度を目標値として使用して、前記第１モータの押しのけ容積を制御変数として使用して、比例積分（ＰＩ）コントローラを適用する段階を含み、調整する前記段階は、好ましくは、前記第１モータの押しのけ容積を上限より低く維持する段階を含み、前記上限は、前記第１モータの前記回転速度に基づいて決定される、請求項３または４に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１モータは、可変容積型の静液圧ポンプと流体連通する可変容積型静液圧モータであり、前記第１モータの前記出力トルクを減少させる前記段階は、前記第１モータの押しのけ容積を減少させることと、前記静液圧ポンプの押しのけ容積を減少させることとのうち少なくとも１つを含み、前記第１モータの前記出力トルクを増加させる前記段階は、前記第１モータの押しのけ容積を増加させる段階を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記同期中に車両の加速度を検出する段階を更に含み、前記車両の検出された前記加速度が閾値加速度を超えた場合に、複数の同期パラメータと、最大同期期間と、前記第１モータの押しのけ容積の上限と、前記同期のプロセスにおける前記第１モータの押しのけ容積の変化速度と、前記同期のプロセスにおける前記静液圧ポンプの押しのけ容積の変化速度とのうち少なくとも１つを変更する段階とを更に含む、請求項５、６、７、８、１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
アウトプットシャフトと、第１モータと、前記第１モータを前記アウトプットシャフトに選択的に駆動係合させるクラッチ装置と、前記アウトプットシャフトと駆動係合する第２モータと、前記第１モータの回転速度を測定するための第１速度センサと、前記アウトプットシャフトの回転速度を測定するための第２速度センサと、制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記クラッチ装置を制御し、前記制御ユニットは、前記第１モータの前記回転速度を制御し、前記第１モータの前記回転速度を前記アウトプットシャフトの前記回転速度と同期し、前記制御ユニットは、前記第１モータおよび前記アウトプットシャフトが同期しているときに前記第１モータの出力トルクを減少させ、前記制御ユニットは、前記第１モータが前記クラッチ装置を介して前記アウトプットシャフトと駆動係合しているときに前記第１モータの前記出力トルクを増加させる、
デュアルモータドライブユニット。
【請求項１３】
前記第１モータは、可変容積型の静液圧ポンプと流体連通する可変容積型静液圧モータであり、前記制御ユニットは、前記第１モータの押しのけ容積を制御し、前記静液圧ポンプの押しのけ容積を制御し、前記制御ユニットは、請求項２から１１のいずれか一項に記載の方法の複数の段階を実施する、請求項１２に記載のデュアルモータドライブユニット。
【請求項１４】
前記第２モータは、静液圧モータであり、前記デュアルモータドライブユニットは更に、高圧液圧アキュムレータおよび低圧液圧アキュムレータを含む液圧アキュムレータアセンブリと、前記液圧アキュムレータアセンブリを前記第１モータおよび前記第２モータのうち少なくとも１つに選択的に流体接続するアキュムレータバルブとを備え、前記制御ユニットは、前記第１モータおよび前記第２モータのうち少なくとも１つを含む静液圧回路における静液圧を調節するべく前記アキュムレータバルブを制御する、請求項１２または１３に記載のデュアルモータドライブユニット。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか一項に記載のデュアルモータドライブユニットを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルモータドライブユニットの第１モータを、デュアルモータドライブユニットのアウトプットシャフトに駆動係合する方法に関する。本発明は更に、当該方法を実施するためのデュアルモータドライブユニットと、対応するデュアルモータドライブユニットを備える車両とに関する。
【背景技術】
【０００２】
アウトプットシャフトを駆動するための第１モータおよび第２モータを備えるデュアルモータドライブユニットは、性能が良く、効率が高いことが一般に知られている。通常、２つのモータのうち１つ、例えば第１モータは、低い出力速度、高い出力トルクでアウトプットシャフトに係合され、一方で、高い出力速度、低い出力トルクでアウトプットシャフトから切断される。したがって、デュアルモータトランスミッションは通常、例えば液圧クラッチなど、第１モータをアウトプットシャフトに選択的に係合させるための機構を有する。一般的に、第１モータをアウトプットシャフトに係合させるプロセスは、最大限の円滑度で実施されることが望ましい。つまり、機械部品の摩耗を最低限に抑え、ドライブユニットの制御を容易にするべく、ギヤ比またはトラクションの急激な変化は回避されるべきである。
【０００３】
係合プロセスの円滑性を向上させるべく、改善された精度でクラッチを制御することを可能にする、比例弁などの装置を備えたクラッチが提案されている。しかし、これらの装置を使用すると、通常、生産コストが増加する。
【０００４】
したがって、本発明の根底にある技術的課題は、デュアルモータドライブユニットの第１モータを、デュアルモータドライブユニットのアウトプットシャフトに係合する代替的な方法を提供することを含む。当該方法は、機械要素の摩耗の程度を低くし、操作者の制御性の程度を高くすることを実現するはずである。本発明の根底にある技術的課題は更に、当該方法を実施するべく、好ましくは低いコストでデュアルモータドライブユニットを提供することを含む。
【０００５】
したがって、本発明は、デュアルモータドライブユニットの第１モータを、デュアルモータドライブユニットの第２モータによって駆動されるアウトプットシャフトと駆動係合するための方法を提供する。当該方法は、第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させるよう適合されたクラッチ装置を作動する段階と、第１モータの回転速度をアウトプットシャフトの回転速度と同期させる段階と、第１モータの回転速度とアウトプットシャフトの回転速度とが同期されたときに第１モータの出力トルクを減少させる段階と、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトと駆動係合させるときに第１モータの出力トルクを増加させる段階とを含む。
【０００６】
通常、デュアルモータドライブユニットは、例えば、アウトプットシャフトの回転速度がアウトプットシャフトの閾値速度より高いときなど、アウトプットシャフトの回転速度が高いときに、アウトプットシャフトが第２モータに駆動係合し、第１モータに駆動係合しないように動作する。つまり、第１モータは通常、アウトプットシャフトの回転速度がアウトプットシャフトの閾値速度より低いとき、または、それより下に低下したときだけ、および／または、アウトプットシャフトで必要なトルクが閾値トルクより高い場合だけ、追加的にアウトプットシャフトに駆動係合する。したがって、本発明で提案されている方法は通常、アウトプットシャフトの回転速度の減速中に実施される。
【０００７】
通常、クラッチ装置は、第１モータをアウトプットシャフトに同期させる段階、および、第１モータの出力トルクを減少させる段階が完了した後で初めて、第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させる。第１モータの回転速度をデュアルモータドライブユニットのアウトプットシャフトの回転速度に同期させてから第１モータの出力トルクを減少させることで、第１モータをアウトプットシャフトに円滑に係合させることが保証される。このようにして、機械的トランスミッションの機械的摩耗が減少し、係合プロセスによって発生するジャークが最低限に抑えられる。提案されている方法は更に、アウトプットシャフトによって伝達されるトラクションの円滑で連続的な変化を保証する。アウトプットシャフトは、車両のドライブシャフトまたはホイールシャフトであり得る。車両は、例えば、トラクターもしくはハーベスターといった農業用車両、または、ホイールローダ、ダンプカー、もしくはクローラーといった産業用車両などのオフハイウエイ車両であり得る。
【０００８】
クラッチ装置は、液圧クラッチであり得る。したがって、クラッチ装置の作動は、液圧弁の作動を含み得る。好ましくは、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させることは、いかなる滑りも発生させることなく、静止摩擦力によって、第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させることを含む。換言すれば、第１モータがアウトプットシャフトに駆動係合されることは、好ましくは、アウトプットシャフトの回転速度と第１モータの回転速度との比が、アウトプットシャフトと第１モータとの間の機械的トランスミッションのギヤ比に等しいことを含む。通常、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させることは、クラッチ装置の作動に対して遅れて起きる。この遅延の期間は通常、クラッチ装置の設計または動作モードに依存する。例えば、遅延の期間は、少なくとも１０ミリ秒、または、少なくとも２０ミリ秒であり得る。追加的または代替的に、遅延の期間は、５００ミリ秒より少ないか、３００ミリ秒より少ないか、または、１５０ミリ秒より少ないことがあり得る。
【０００９】
第１モータをアウトプットシャフトに同期させる段階は通常、同期期間に対応する同期時間区間内に実施される同期アルゴリズムを実行することを含む。ここで、および、以下において、「同期アルゴリズム」という用語、および、「同期プロセス」という用語は、同じ意味で使用されされる。同期アルゴリズムは、１つまたは複数の同期パラメータを入力として使用し得る。提案されている方法の一実施形態において、クラッチ装置を作動させること、および、第１モータをアウトプットシャフトに同期させることは、例えば、時点Ｔ１で同時に開始される。例えば、同期および作動は、アウトプットシャフトの回転速度が、上述された出力の閾値速度より下に低下してから開始され得る。デュアルモータドライブユニットが車両駆動系の一部である場合、アウトプットシャフトの閾値速度は通常、車両の閾値速度に関連する。したがって、同期および作動は同様に、車両速度が閾値車両速度より下に低下してから開始され得る。アウトプットシャフトの閾値速度および／または閾値車両速度は、好ましくは、現在の車両速度に基づいて、および／または、車両の操作者によって提供される加速信号もしくは減速信号に基づいて決定される。例えば、アウトプットシャフトの閾値速度および／または閾値車両速度は、車両のアクセルペダルの位置に基づいて決定され得る。同期アルゴリズムが入力として使用し得る上述の同期パラメータは、現在の車両速度、アクセルペダルの位置、閾値アウトプットシャフト速度、および閾値車両速度のうち少なくとも１つを含み得る。本出願の範囲内において、「ｘ１...ｘｎのうち少なくとも１つ」という表現は、ｘ１...ｘｎのうちの任意のサブセット（完全なセットを含む）を含み得る。
【００１０】
本発明で提案されている方法の更なる実施形態において、第１モータの回転速度をアウトプットシャフトの回転速度に同期させることは、第１モータの係合速度を判断することと、第１モータの回転速度を係合速度まで調整することとを含む。第１モータの係合速度は、好ましくはクラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させる前、または、その直前に第１モータが到達する必要がある速度である。
【００１１】
好ましくは、第１モータの係合速度は、係合時のアウトプットシャフトの速度に、アウトプットシャフトと第１モータとの間のトランスミッションのギヤ比を乗算することで求められる。第１モータの回転速度が係合速度に一致するときにクラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させる場合、第１モータの加速、および、係合プロセスによって発生するジャークは、最低限に抑えられる。第１モータの回転速度を係合速度に一致させることは、係合速度を含む所定の速度区間内まで第１モータの回転速度を減少させることを含み得る。好ましくは、第１モータの係合速度は、現在のアウトプットシャフト速度、現在の車両速度、閾値アウトプットシャフト速度、閾値車両速度、アクセルペダルの位置、および、第１モータとアウトプットシャフトとの間のトランスミッションのギヤ比のうち少なくとも１つに基づいて判断される。したがって、同期アルゴリズムが入力として使用し得る同期パラメータは、第１モータとアウトプットシャフトとの間のトランスミッションのギヤ比を含み得る。提案されている方法の更なる実施形態において、第１モータの回転速度が係合速度に一致したとき、または、同期プロセスの期間が最大同期期間を超えたとき、第１モータの回転速度およびアウトプットシャフトの回転速度は、同期されていると見なされる。同期アルゴリズムが入力として使用し得る同期パラメータは、最大同期期間を含み得る。最大同期期間は、例えば、最大５００ミリ秒、最大３００ミリ秒、または、最大２００ミリ秒であり得る。第１モータの回転速度およびアウトプットシャフトの回転速度が最初に同期された時点は、通常、同期の終了を示し、または、同様に、同期プロセスもしくは同期アルゴリズムの終了を示す。この時点は、Ｔ２と呼ばれ得る。
【００１２】
第１モータは、静液圧ポンプ、好ましくは、可変容積型静液圧ポンプと流体連通する可変容積型静液圧モータであり得る。通常、静液圧ポンプは、内燃エンジン（ＩＣＥ）または電気エンジンなどの動力源と駆動係合する。第１モータは、液圧アキシャルピストンモータもしくは液圧ラジアルピストンモータ、または、当分野において既知である他の種類の任意の可変容積型静液圧モータであり得る。同様に、静液圧ポンプは、液圧アキシャルピストンポンプもしくは液圧ラジアルピストンポンプ、または、当分野において既知である他の種類の任意の可変容積型静液圧ポンプであり得る。提案されている方法の更なる実施形態において、同期は、第１モータの押しのけ容積を変更すること、および、静液圧ポンプの押しのけ容積を変更することのうち少なくとも１つを含む。第１モータの押しのけ容積を変更することは、第１モータの押しのけ容積を増加および減少させることのうち少なくとも１つを含み得る。同様に、静液圧ポンプの押しのけ容積を変更することは、静液圧ポンプの押しのけ容積を増加および減少させることのうち少なくとも１つを含み得る。
【００１３】
通常、同期は、第１モータを係合速度まで加速させるべく、第１モータの押しのけ容積を増加させることを含み得る。第１モータの押しのけ容積は、例えばＴ１において、同期プロセスが開始してから増加し得る。第１モータと同様に、第２モータは、静液圧ポンプと流体連通する静液圧モータとして構成され得る。この場合、第１モータの押しのけ容積を変更することは、通常、第２モータにおける流体圧力に影響を及ぼす。これにより、第２モータを介してアウトプットシャフトに伝達されるトルクに変化が発生し得て、その結果、アウトプットシャフトの望ましくない加速、または、望ましくないジャークが発生し得る。
【００１４】
したがって同期は、好ましくは同時に、第１モータの押しのけ容積を増加させることと、静液圧ポンプの押しのけ容積を増加させることとを含み得る。例えば、同期プロセスの間に、第１モータの押しのけ容積が増加するにつれて、静液圧ポンプの押しのけ容積が同時に増加し得て、それにより、第２静液圧モータを流れる作動液の流量が、一定に、または、実質的に一定に維持される。これは、静液圧ポンプの回転速度に基づいて静液圧ポンプの押しのけ容積を増加させることで達成され得る。
【００１５】
特に、静液圧ポンプの押しのけ容積は、この増加量が静液圧ポンプの現在の回転速度の減少関数であるように増加する。静液圧ポンプの回転速度は通常、動力源の出力トルクまたは出力速度を調節するように構成されたアクチュエータを介して調節され得る。このアクチュエータは、例えば、アクセルペダルであり得る。したがって、第２静液圧モータにおける圧力降下を相殺するべく同期アルゴリズムによって決定された、静液圧ポンプの押しのけ容積の増加量は、好ましくは、アクチュエータの押しのけ容積（例えば、アクセルペダルの割合）の減少関数である。
【００１６】
提案されている方法の更なる実施形態において、第１モータの回転速度を係合速度まで調整することは、比例積分（ＰＩ）コントローラを適用することを含む。例えば、第１モータの係合速度は、ＰＩコントローラの目標値として使用され得て、第１モータの押しのけ容積は、ＰＩコントローラの制御変数として使用され得る。好ましくは、ＰＩコントローラは、アンチワインドアップ機能を有する。つまり、第１モータの回転速度を係合速度まで調整することは、第１モータの押しのけ容積を、上限を下回るように、または、第１モータの押しのけ容積が、上限を超えて増加しないよう維持することを含み得る。この上限は、第１モータの回転速度、または係合速度に基づいて決定され得る。同期アルゴリズムが入力として使用し得る同期パラメータは、第１モータの押しのけ容積または静液圧ポンプの押しのけ容積が変化する速度を含み得る。また、同期パラメータは、ＰＩコントローラによって使用される第１モータの押しのけ容積の上限を含み得る。
【００１７】
提案されている方法の更なる実施形態において、第１モータおよびアウトプットシャフトが同期されてから第１モータの出力トルクを減少させることは、第１モータの押しのけ容積を減少させること、および、静液圧ポンプの押しのけ容積を減少させることのうち少なくとも１つを含む。やはり、第１モータの押しのけ容積を減少させることと、静液圧ポンプの押しのけ容積を減少させることとは、同時に実施され得る。例えば、望ましくないジャークを回避するべく、第２静液圧モータを流れる作動液の流量が一定に、または、実質的に一定に維持されるように、第１モータの押しのけ容積が減少するにつれて、静液圧ポンプの押しのけ容積は、同時に調節または減少され得る。好ましくは、第１モータの押しのけ容積は、同期プロセスの最後、すなわちＴ２で、第１モータの基準押しのけ容積に対して、少なくとも５０パーセント減少する。好ましくは、第１モータの押しのけ容積は、ゼロまで減少する。好ましくは、静液圧ポンプの押しのけ容積は、同期プロセスが開始した時点、例えばＴ１で、静液圧ポンプの基準押しのけ容積まで減少する。好ましくは、第１モータの押しのけ容積および静液圧ポンプの押しのけ容積は、例えば時点Ｔ３で同時に、それぞれの基準値に到達するように減少する。
【００１８】
同期が完了した後で初めて、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させる時点は、Ｔ４と呼ばれ得る。通常、Ｔ１＜Ｔ２、Ｔ２＜Ｔ３、Ｔ３＜Ｔ４の関係のうち少なくとも１つが成立する。クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させてから、第１モータの出力トルクを増加させることは、第１モータの押しのけ容積を増加させることを含み得る。
【００１９】
提案されている方法の更なる実施形態は、同期プロセスの多くの反復を通して同期プロセスを次第に改善することを目的としている。具体的には、この実施形態は、同期プロセス中に、アウトプットシャフトの加速度を検出する、および／または、車両の加速度を検出する追加的な段階を含む。検出された加速度が閾値アウトプットシャフト加速度または閾値車両加速度を超える場合、同期アルゴリズムのための１つまたは複数の入力として使用される以下の同期パラメータのうち少なくとも１つの値は変更され得る。
最大同期期間
第１モータの押しのけ容積の上限
同期プロセス中の第１モータの押しのけ容積の変更速度
同期プロセス中の静液圧ポンプの押しのけ容積の変更速度
好ましくは、これらの入力値は、現在の同期プロセスが完了した後、および、同期アルゴリズムの次回の実行が開始される前に修正される。
【００２０】
この実施形態において、上述の同期パラメータまたはパラメータ値のうち少なくとも１つは、同期アルゴリズムの次回の実行中に、アウトプットシャフト加速度が閾値アウトプットシャフト加速度を超えないように、および／または、車両加速度が同期アルゴリズムの次回の実行中に閾値車両加速度を超えないように修正される。閾値アウトプットシャフト加速度は、０ｓ−２であり得る。追加的または代替的に、閾値車両加速度は、０ｍ／ｓ２であり得る。換言すれば、好ましくは、同期パラメータまたは同期パラメータ値のうち少なくとも１つは、同期アルゴリズムの次回の実行時、同期プロセス中にアウトプットシャフト／車両が連続的かつ円滑に減速するように修正される。同期プロセス中の正の加速度は、ドライブユニットまたは車両の望ましくないジャークとして認識され得る。
【００２１】
別段の記載が無い限り、提案されている方法は、上述の様々な実施形態の特徴、および、方法の段階の、任意の組み合わせを含み得ることが理解されるべきである。
【００２２】
本発明は更に、上述の方法を実施するように適合されたデュアルモータ静液圧ドライブユニットを提供する。当該ドライブユニットは、少なくとも以下を含む。
アウトプットシャフト
第１静液圧モータ
選択的に第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させるよう適合されたクラッチ装置
アウトプットシャフトに駆動係合する、または、選択的に駆動係合する、第２モータ
第１モータの回転速度を測定するための第１速度センサ
アウトプットシャフトの回転速度を測定するための第２速度センサ
クラッチ装置を制御するように適合され、第１モータの回転速度を制御するように適合され、第１モータの回転速度をアウトプットシャフトの回転速度に同期するように適合され、第１モータおよびアウトプットシャフトが同期された後で第１モータの出力トルクを減少させるように適合され、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させた後で第１モータの出力トルクを増加させるように適合されている制御ユニット
【００２３】
クラッチ装置を制御することは、第１モータをアウトプットシャフトに係合させること、および、第１モータをアウトプットシャフトから切断することのうち少なくとも１つを実行するように、クラッチ装置を作動させることを含み得る。第１モータの回転速度を制御することは、第１モータの速度を増加させること、第１モータの速度を減少させること、および、第１モータの速度を一定に維持することのうち少なくとも１つを含み得る。
【００２４】
提案されているデュアルモータドライブユニットの一実施形態において、第１モータは、可変容積型静液圧モータとして構成されているか、可変容積型静液圧モータを含み、静液圧ポンプは、可変容積型静液圧ポンプとして構成されているか、可変容積型静液圧ポンプを含む。したがって、制御ユニットは、第１モータの押しのけ容積を制御するように、および、静液圧ポンプの押しのけ容積を制御するように適合され得る。ポンプの第１モータの押しのけ容積を制御することは、押しのけ容積を増加させることと、押しのけ容積を減少させることと、押しのけ容積を一定に維持することとのうち少なくとも１つを含み得る。特に、制御ユニットは、第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合するための上述の方法を実施するように適合され得る。つまり、制御ユニットは、上述の同期アルゴリズムを実行するように適合され得て、制御アルゴリズムに従って、静液圧ポンプ、第１静液圧モータ、および、クラッチ装置のうち少なくとも１つを制御するように適合され得る。
【００２５】
更なる実施形態において、提案されているデュアルモータ静液圧ドライブユニットは更に、高圧液圧アキュムレータおよび低圧液圧アキュムレータを含む液圧アキュムレータアセンブリと、液圧アキュムレータアセンブリを、第１モータ、第２モータ、および静液圧ポンプのうち少なくとも１つに選択的に流体接続するよう適合された少なくとも１つのアキュムレータバルブとを有し、制御ユニットは、第１モータ、第２モータ、および、静液圧ポンプのうち少なくとも１つを含む静液圧回路における静液圧を調節するためのアキュムレータバルブを制御するように適合されている。
【００２６】
静液圧回路において静液圧を調節することは、静液圧を増加させること、静液圧を減少させること、および、静液圧を一定に維持することのうち少なくとも１つを含み得る。
【００２７】
更なる実施形態において、制御ユニットは、アキュムレータアセンブリ内に蓄積された静液圧エネルギーが、第１モータの回転速度をアウトプットシャフトの回転速度に同期するのに使用または追加的に使用されるべく、少なくとも１つのアキュムレータバルブを制御するように適合され得る。制御ユニットは、アキュムレータアセンブリ内に蓄積された静液圧エネルギーが、第１モータの回転速度が上述の係合速度まで調整するのに使用または追加的に使用されるべく、アキュムレータバルブを制御するように適合され得る。例えば、上述のＰＩコントローラは、アキュムレータバルブの制御状態を制御変数として使用または追加的に使用し得る。
【００２８】
更なる実施形態において、制御ユニットは、第１モータの回転速度およびアウトプットシャフトの回転速度が同期されるときに、アキュムレータアセンブリ内に蓄積されている静液圧エネルギーが、通常、第１モータ内の静液圧を減少させることで、第１モータの出力トルクを減少させるのに使用または追加的に使用されるべく、少なくとも１つのアキュムレータバルブを制御するように適合され得る。
【００２９】
更なる実施形態において、制御ユニットは、クラッチ装置が第１モータをアウトプットシャフトに駆動係合させるとき、またはその後で、アキュムレータアセンブリ内に蓄積された静液圧エネルギーが、通常、第１モータ内の静液圧を増加させることで、第１モータの出力トルクを増加させるのに使用または追加的に使用されるべく、少なくとも１つのアキュムレータバルブを制御するように適合され得る。
【００３０】
制御ユニットは、プログラマブルプロセッサ、マイクロコントローラ、または、ＦＰＧＡを含み得る。制御ユニットは、第１モータ、第２モータ、静液圧ポンプ、第１速度センサ、第２速度センサ、および、アキュムレータバルブのうち少なくとも１つを電子的に接続し得る。制御ユニットを使用してこれらのコンポーネントまたは装置のいずれかを制御することは、電子制御信号を送信することを含み得る。
【００３１】
本発明は更に、上述のデュアルモータ静液圧ドライブユニットを備える車両を提供する。車両は、例えば、農業用車両または産業用車両などのオフハイウエイ車両であり得る。特に、車両は、トラクター、ハーベスター、ホイールローダ、ダンプカー、またはクローラーなどであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の上述した利点およびその他の利点については、以下に記載する詳細な説明を、添付図面を鑑みつつ考慮することで、当業者には容易に明らかとなるであろう。添付図面は以下の通りである。
【図１】本発明の第１の実施形態によるデュアルモータドライブユニットの概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態による方法の段階を含むフロー図を示す。
【図３ａ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｂ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｃ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｄ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｅ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｆ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図３ｇ】様々な方法パラメータ値の時系列を示す図の１つである。
【図４】本発明の実施形態によるＰＩコントローラの概略図を示す。
【図５】本発明の実施形態によるデュアルモータドライブユニットによって駆動される車両の時系列を示す。
【図６】本発明の第２の実施形態によるデュアルモータドライブユニットの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明によるデュアルモータ静液圧トランスミッションドライブユニット１の実施形態を示す。ここで、および、以下において、繰り返し登場する特徴は、同一の参照符号で指定される。デュアルモータドライブユニット１は、車両内、例えば、ホイールローダ（図示せず）内に配置され、可逆的可変容積静液圧ポンプ３に駆動係合する動力源２と、第１シャフト５に駆動係合する第１可逆的可変容積静液圧モータ４と、第１モータ４の回転速度を測定するよう適合されている第１速度センサ６と、第２シャフト８に駆動係合する第２可逆的可変容積静液圧モータ７と、ギヤ１０、１１、２３を介して第１シャフト５に駆動係合し、対応するクラッチプレートを介して第２シャフト８に第１モータ４を選択的に駆動係合させるように適合されている液圧クラッチ装置９と、クラッチ装置９のクラッチチャンバ内の静液圧を調節するための液圧弁１２と、クラッチチャンバ内の静液圧を検出するための液圧センサ１３と、ギヤ１５、１６を介して第２シャフト８に駆動係合するアウトプットシャフト１４と、アウトプットシャフト１４の回転速度を測定するように適合されている第２速度センサ１７と、動力源２の出力トルクおよび回転速度を調節するように適合されているアクセルペダル１８と、プログラマブルマイクロプロセッサを含む電子制御ユニット１９とを備える。制御ユニット１９は、少なくとも、ポンプ３、モータ４、７、速度センサ６および１７、液圧弁１２、圧力センサ１３、ならびに、アクセルペダル１８に電気的に接続される。単に分かりやすくするために、これらの電気接続は、図１において明示的に示されていない。アウトプットシャフト１４は、車両の少なくとも１つの軸（図示せず）と駆動係合されるか、または、駆動係合可能である。シャフト５、８、１４、ギヤ１０、１１、１５、１６、２３、および、クラッチ装置９は、ギアボックス２４内に配置されている。
【００３４】
動力源２は内燃エンジン（ＩＣＥ）である。静液圧ポンプ３は、可動斜板２０を有する液圧アキシャルピストンポンプである。第１モータ４、７は、それぞれ可動斜板２１、２２を含む、可逆的液圧アキシャルピストンモータとして構成されている。代替的な実施形態において、ポンプ３およびモータ４、７は、当分野において既知である可変容積型静液圧ポンプ／モータの他のいずれかのタイプであり得る。静液圧モータ４、７は、静液圧ポンプ３と並列に流体連通する。つまり、静液圧ポンプ３の第１流体ポート３ａは、モータ４、７それぞれの第１流体ポート４ａ、７ａと流体接続され、静液圧ポンプ３の第２流体ポート３ｂは、モータ４、７それぞれの第２流体ポート４ｂ、７ｂに流体接続される。
【００３５】
制御ユニット１９は、ポンプ３の押しのけ容積、およびモータ４、７の押しのけ容積を制御するよう適合され、押しのけ容積の制御はそれぞれ、斜板１０、２１、２２を動かすことを含み得る。制御ユニット１９は更に、液圧弁１２を制御するように適合されている。液圧弁１２を制御することは、例えば、対応する電気信号を介して、多くの連続的または離散的な制御状態の間で液圧弁１２を切り替えることを含む。したがって、制御ユニット１９は、液圧弁１２を制御することにより、第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させ、第１モータ４をアウトプットシャフト１４から切断するよう、クラッチ装置９に指示するよう適合されている。速度センサ６、１７は、それぞれ、第１モータ４およびアウトプットシャフト１７の回転速度を示す電気速度信号を制御ユニット１９に送信するよう適合されている。制御ユニット１９は、これらの速度信号を受信するように適合されている。圧力センサ１３は、クラッチチャンバ内の液圧を示す電気信号を制御ユニット１９へ送信するように適合されている。アクセルペダル１８は、車両の操作者によって作動され得る。アクセルペダル１８は、例えば、ペダルの割合など、ペダルの位置を示す電気加速または減速入力信号を制御ユニット１９へ送信するよう適合されている。制御ユニット１９は、圧力センサ１３から、および、アクセルペダル１８から電気信号を受信するよう構成されている。
【００３６】
図１のデュアルモータドライブユニット１を使用して実施され得る、第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させる方法の実施形態は、図２から図５に関して説明されている。図２は、提案されている方法の複数の段階を含むフロー図を概略的に示している。図３ａ−ｇは、様々な方法のパラメータ値の時系列を示す。
【００３７】
図３ａは、シフト要求変数２５の値の時系列を示す。シフト要求変数は、ダウンシフトが要求されている間、１に設定され、そうでない場合、０に設定される。
【００３８】
図３ｂは、同期アルゴリズムの状態を示す同期変数２６の値の時系列を示す。同期変数は、同期アルゴリズムが実行されている間、１に設定され、そうでない場合、０に設定される。
【００３９】
図３ｃは、バルブ状態変数２７の値の時系列を示す。液圧クラッチ装置９が第１モータ４をアウトプットシャフト１４に係合させるように、液圧弁１２が、クラッチチャンバ内の液圧に影響を及ぼす位置へと切り替えられている間、バルブ状態変数は１に設定される。そうでない場合、バルブ状態変数は０に設定される。 
【００４０】
図３ｄは、クラッチ状態変数２８の値の時系列を示す。クラッチ装置９が第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させていることを圧力センサ１３が示している、例えば、クラッチチャンバ内の静液圧が閾値圧力を超えていることを圧力センサ１３が示している間、クラッチ状態変数は１に設定される。そうでない場合、クラッチ状態変数は０に設定される。
【００４１】
図３ｅは、静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９の時系列を示す。
【００４２】
図３ｆは、第１モータ４の押しのけ容積３０の時系列を示す。
【００４３】
図３ｇは、第１モータ４の係合速度３１の値の時系列を示す。図３ｇは更に、第１速度センサ６によって測定される、第１モータ４の回転速度３２の時系列を示す。
【００４４】
段階が図２で概略的に描かれている方法は、静液圧ポンプ３および第２静液圧モータ７を介して動力源２がアウトプットシャフト１４を駆動する間に開始または実施され、それにより、車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅで車両を動かす。 当該方法が開始されるとき、第１静液圧モータ４は、アウトプットシャフト１４と駆動係合しない。通常、当該方法は、車両が減速している間に開始または実施される。
【００４５】
図２のフロー図において、第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合する、提案されている方法の第１段階４０は、現在の車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅの検出と、アクセルペダル１８の位置または割合の検出とを含む。車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅは、第２速度センサ１７からの速度信号に基づいて検出される。時点Ｔ０（図３ａ−ｇを参照）で実行される、更なる段階４１において、制御ユニット１９は、閾値車両速度ｖｔｈを決定する。ｖｔｈは、第１モータ４がアウトプットシャフト１４と係合される車両速度である。制御ユニット１９は、現在の車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅに基づいて、および、アクセルペダル１８の位置または割合に基づいて、ｖｔｈを決定または計算する。更なる段階４２において、制御ユニット１９は、測定または検出された車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅを閾値車両速度ｖｔｈと比較する。現在の車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅが、閾値車両速度ｖｔｈを超えている限り（つまり、ｖｖｅｈｉｃｌｅ＞ｖｔｈである限り）、段階４０、４１、４２が繰り返される。
【００４６】
現在の車両速度が閾値車両速度に等しくなるか、または、それより下に低下すると（つまり、ｖｖｅｈｉｃｌｅ≦ｖｔｈになると）、当該方法は、時点Ｔ１で実行される段階４３に進む（図３ａ−ｇを参照）。段階４３は、第１モータ４の回転速度をアウトプットシャフト１４の回転速度と同期することを目的とした同期プロセスの開始を示す。段階４３において、制御ユニット１９は、シフト要求変数（図３ａ）の値を１に設定し、それにより、液圧クラッチ装置９を使用して、第１モータ４をアウトプットシャフト１４に係合することを指示する。時点Ｔ１における同期プロセスの開始は更に、制御ユニット１９が、同期変数の値を１に設定することを特徴とする（図３ｂを参照）。
【００４７】
段階４３は更に、制御ユニット１９が、液圧弁１２にクラッチチャンバ内の静液圧を増加させる状態へと液圧弁１２を切り替えることによって、クラッチ装置９を作動し、それにより、クラッチ装置９のプレートを、シャフト８に固定されている対応するプレートに次第に係合させることを含む。液圧弁１２の切り替えは、制御ユニット１９がＴ１でバルブ状態変数の値を１に設定することによって指示される（図３ｃ）。
【００４８】
段階４３は更に、制御ユニット１９が第１モータ４の係合速度を決定または計算することと、時点Ｔ１で係合速度の値を初期値０ｓ−１から時系列３１における段階で示される演算値に設定することとを含む（図３ｇ）。第１モータ４の係合速度３１の演算値は、クラッチ装置９が第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させる前、または直前に、好ましくは第１モータ４が到達する必要のある回転速度である。制御ユニット１９は、閾値車両速度Ｖｔｈの以前の演算値に基づいて、および、アウトプットシャフト１４と第１モータ４との間のギヤ比に基づいて、第１モータ４の係合速度を決定する。例えば、係合速度は、閾値車両速度ｖｔｈに、第１モータ４とアウトプットシャフト１４との間のギヤ比を乗算した値に対応する、アウトプットシャフト１４の回転速度であり得る。第１モータ４の回転速度が係合速度に近いときに、第１モータ４をアウトプットシャフト１４に係合させると、係合プロセス中の第１モータ４の加速が制限され、係合プロセスが引き起こし得る望ましくないジャークが最低限に抑えられる。提案されている方法の代替的な実施形態において、制御ユニット１９は、時点Ｔ０で既に、すなわち、閾値車両速度ｖｔｈが決定された後に、第１モータ４の係合速度または目標速度を計算し得る。
【００４９】
第１モータ４の回転速度を係合速度まで調整するべく、時点Ｔ１で開始する同期プロセスは、制御ユニット１９が第１モータ４の押しのけ容積３０を増加させることを含む（図３ｆ）。第１モータ４の押しのけ容積３０が、このように増加した後で、第１モータ４の測定された回転速度３２が増加する（図３ｇを参照）。
【００５０】
より具体的には、図４に示すように、比例積分（ＰＩ）コントローラ３３を適用することで、制御ユニット１９は、第１モータ４の回転速度３２を係合速度へと調整する。ＰＩコントローラ３３は、制御ユニット１９の一部であり得る。ＰＩコントローラ３３は、第１モータ４の以前計算された係合速度、または目標速度３１、および、第１モータ４の測定された回転速度３２を入力として使用する。提案されている方法の段階４４（図２）において、コンパレータ３４（図４）は、第１モータ４の測定された回転速度３２と係合速度３１との間の違い、または誤差を計算する。段階４５（図２）において、レギュレータ３５（図４）は、現在の誤差に基づいて（比例項）、および、累積した誤差（積分項）に基づいて、第１モータ４の目標押しのけ容積３０を決定する。
【００５１】
段階４６（図２）において、アクチュエータ３６（図４）は、第１モータ４（図１）の押しのけ容積３０を目標押しのけ容積に設定するべく、第１モータ４の斜板２１を動かす。同期プロセス中、第１モータ４の押しのけ容積３０を目標押しのけ容積に設定することは通常、好ましくは第１モータ４の押しのけ容積３０を単調に増加させることを含む。
【００５２】
換言すれば、ＰＩコントローラ３３は、第１モータ４の押しのけ容積３０を制御変数として使用する。ＰＩコントローラ３３は更に、アンチワインドアップ機能を含む。つまり、ＰＩコントローラ３３は、同期プロセス中に、第１モータ４の押しのけ容積３０が上限３７を超えて増加しないよう適合されている。追加的に、または代替的に、ＰＩコントローラ３３は、同期プロセス中に、第１モータ４の押しのけ容積３０が下限３８より下に減少しないように適合されている。制御ユニット１９は、第１モータ４の現在の回転速度３２に基づいて、上限３７の値を決定するよう適合されている。好ましくは、上限３７の値は、第１モータ４の現在の回転速度３２の減少関数である。例えば、第１モータ４の現在の回転速度３２が、第１（下限）閾値速度より低い場合、上限３７は、第１モータ４の最大押しのけ容積に設定され得る。しかし、第１モータ４の現在の回転速度３２が、第２（上限）閾値速度より高い場合、上限３７の値は、より低い押しのけ容積値に設定され得て、例えば、第１モータ４の押しのけ容積の最大値の、最大９０パーセント、最大８０パーセント、または、最大７０パーセントの押しのけ容積値に設定され得る。同期プロセス中に第１モータ４の押しのけ容積３０を制限することで、例えば、システムの圧力が突然変化したことによって、第１モータ４が速度超過することを防止し得る。
【００５３】
モータ４、７、および、静液圧ポンプ３は、閉液圧回路内に配置されているので、第１モータ４の押しのけ容積３０が増加すると、通常、第２モータ７の液圧の降下、および、第２モータ７によって提供される出力トルクの降下が引き起こされる。車両の操作者は、予期しない、望ましくない、車両の突然の減速によって、この圧力降下を認識し得る。
【００５４】
第２モータ７における、この圧力降下を補償するべく、段階４６は、制御ユニット１９が、静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９を調節（ここでは単調増加）することを含む（図３ｅ）。制御ユニット１９は、第２モータ７を流れる作動液の流量ＱＭ２が同期プロセス中に一定、または、実質的に一定に維持されるように、静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９を増加させる、または、調節する。これは、第２モータ７を流れる作動液の（好ましくは一定の）流量ＱＭ２と、第１モータ４を流れる作動液の（増加する）流量ＱＭ１との合計に一致するように、または、実質的に一致するように、静液圧ポンプ３を流れる作動液の流量Ｑｐを調節することで達成され得る（Ｑｐ＝ＱＭ１＋ＱＭ２）。換言すれば、同期プロセスは、制御ユニット１９が、第１モータ４の増加する流量ＱＭ１と一致する量だけ、流量Ｑｐを連続的に増加させることを含み得る。個別の流量は、Ｑｉ＝Ｖｉ・ωｉ・ηｉの関係を使用して計算され得る。ここで、インデックスｉは、ｐ、Ｍ１、Ｍ２のいずれか１つを表す（Ｑｉ：単位ｍ３・ｓ−１で測定される流量、Ｖｉ：単位ｍ３で測定される押しのけ容積、ωｉ：単位ｓ−１で測定される角速度、ηｉ：効率（無次元））。
【００５５】
同期プロセス中に第２モータ７の出力部で一定の、または実質的に一定のトルクを提供するべく、制御ユニット１９は、静液圧ポンプ３の回転速度、および、アクセルペダル１８の位置または割合のうち少なくとも１つに基づいて、静液圧ポンプ３の押しのけ容積を増加させる、または調節する。同期プロセス中、静液圧ポンプ３の合計押しのけ容積Ｖｐ．ｔｏｔａｌは、（単一静液圧モータと流体連通している静液圧ポンプを含む）標準的な静液圧トランスミッションの押しのけ容積Ｖｐ．ｓｔａｎｄａｒｄと、追加の同期固有補償項Ｖｐ．ｃｏｍｐとの合計として表され得る（Ｖｐ．ｔｏｔａｌ＝Ｖｐ．ｓｔａｎｄａｒｄ＋Ｖｐ．ｃｏｍｐ）。ここで、制御ユニット１９は、Ｖｐ．ｓｔａｎｄａｒｄが静液圧ポンプ３の回転速度ωｐの単調増加関数であるように、ポンプ３の押しのけ容積２９を制御する。通常、Ｖｐ．ｓｔａｎｄａｒｄは、ωｐに非線形に依存する。例えば、Ｖｐ．ｓｔａｎｄａｒｄは、ωｐ２に比例する項を含み得る。
【００５６】
更に、制御ユニット１９は、Ｖｐ．ｃｏｍｐが静液圧ポンプ３の回転速度の減少関数であるように、ポンプ３の押しのけ容積２９を制御する。例えば、Ｖｐ．ｃｏｍｐは、Ｖｐ．ｃｏｍｐ（ωｐ）＝ａ−ｂ・ωｐのような式であり得る（ａとｂは、正の実数）。追加的または代替的に、Ｖｐ．ｃｏｍｐは、アクセルペダル１８の位置または割合の減少関数として構成され得る。通常、Ｖｐ．ｃｏｍｐは、アクセルペダル１８が完全に押されているとき（１００パーセントのアクセルペダル）、０ｍ３に等しいか、ほぼ等しい。
【００５７】
段階４４、４５、４６は、第１モータ４の測定された回転速度３２とアウトプットシャフト１４の回転速度とが同期されるまで連続的に繰り返される。ａ）第１モータ４の回転速度３２と係合速度３１との間の差の絶対値が、係合速度３１の５パーセントより小さいこと、または、ｂ）同期プロセスの期間が５００ｍｓを超えることのうち、１つの条件が満たされた場合、または、満たされるとすぐに、第１モータ４の回転速度３２とアウトプットシャフト１４の回転速度は、同期していると見なされる。
【００５８】
第１モータ４の回転速度３２、および、アウトプットシャフト１４の回転速度が同期されると、方法は段階４７に進む（図２）。段階４７は、時点Ｔ２で実行され、同期プロセスの終了を示す（図３ａ−ｇ）。つまり、制御ユニット１９は、時点Ｔ１で同期プロセスを開始し、時点Ｔ２で同期プロセスを終了する。段階４７において、制御ユニット１９は、同期変数２６および係合速度３１の値をそれぞれ、初期値０、および、０ｓ−１にリセットし、同期プロセスの終了を示す（図３ｂおよび３ｇ）。
【００５９】
段階４７は更に、後続の係合プロセス中に第１モータ４からアウトプットシャフト１４へのトルク伝達を減少させるべく、制御ユニット１９が第１モータ４の出力トルクを減少させることを含む。段階４７で出力トルクを減少させることは、第１モータ４の押しのけ容積３０を、約０ｍ３まで減少させること、および、同時に静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９を初期値まで、すなわち、時点Ｔ１での値まで減少させることを含む。静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９の減少に起因して、および、第１モータ４の押しのけ容積３０の減少に起因して、第１モータ４の回転速度３２がわずかに減少し得る（図３ｇ）。静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９を減少させ、第１モータ４の押しのけ容積３０を減少させるプロセスは、時点Ｔ３で完了する（図３ｅおよび４ｆ）。Ｔ３以降、制御ユニット１９は、静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９を変化させない。
【００６０】
時点Ｔ３において、方法は段階４８に進む。段階４８において、液圧センサ１３は、クラッチ装置９のクラッチチャンバ内の液圧を測定し、測定された圧力値を示す電気圧力信号を制御ユニット１９に送信する。段階４９において、制御ユニット１９は、測定された圧力値を圧力閾値と比較する。段階４８、４９は、測定された圧力値が圧力閾値を超えるまで連続的に繰り返される。測定された圧力値が圧力閾値を超えていることは、クラッチ装置９が第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させていることを示す。
【００６１】
時点Ｔ４で第１モータ４およびアウトプットシャフト１４が駆動係合するとすぐ、方法は段階５０に進む。段階５０において、制御ユニット１９は、クラッチ状態変数２８を１に設定し（図３ｄ）、第１モータ４の押しのけ容積３０を増加させることで第１モータ４の出力トルクを増加させる（図３ｆ）。Ｔ４以降、第１モータ４の押しのけ容積３０が増加するとき、制御ユニット１９は、静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９が初期値から変化しないようにする。Ｔ４以降、第１モータ４の押しのけ容積３０が増加する結果、第１モータの回転速度３２が増加し得る（図３ｇ）。
【００６２】
同期プロセスを多く反復させながら同期プロセスを最適化するべく、同期プロセスは、同期プロセスのアウトプットシャフト１４の回転、および／または、車両の減速を円滑化することを目的とした、更なる段階を含み得る。この目的で、同期プロセスは、第２速度センサ１７が、アウトプットシャフト１４の回転速度を連続的に測定することと、測定された速度値を示す電気信号を制御ユニット１９へ送信することとを含む。
【００６３】
図５のａは、第１同期プロセス中に測定された車両速度ｖｖｅｎｉｃｉｅの第１時系列６０を示す。図５のｂは、第１車両速度曲線６０を使用して制御ユニット１９によって計算された車両加速の対応する第１時系列７０を示す。したがって、図５のｂにおける第１車両加速曲線７０は、図５のａにおける第１車両速度曲線６０の第１時間微分である。第１同期プロセスは、同期パラメータ値の第１設定を入力として使用することで実施される。例えば、Ｔｓｙｎｃ，ｍａｘ＝３００ｍｓ（Ｔｓｙｎｃ，ｍａｘ：最大同期期間）、ＶＭ１，ｕｐｐｅｒ  ｂｏｕｎｄ＝０．９ＶＭ１，ｍａｘ（ＶＭ１，ｕｐｐｅｒ  ｂｏｕｎｄ：第１モータ４の押しのけ容積の上限３７、ＶＭ１，ｍａｘ：第１モータ４の最大押しのけ容積）、ｄＶＭ１／ｄｔ＝ＶＭ１，ｍａｘ／５０ｍｓ（ｄＶＭ１／ｄｔ：同期プロセス中の第１モータ４の押しのけ容積の変化速度）、ｄＶｐ／ｄｔ＝Ｖｐ，ｍａｘ／５０ｍｓ（ｄＶｐ／ｄｔ：同期プロセス中の静液圧ポンプ３の押しのけ容積の変化速度）である。これらの値は例に過ぎないことが理解されるであろう。代替的な実施形態において、様々な同期パラメータ値が使用され得る。
【００６４】
第１曲線６０、７０は、第１同期プロセス中に単調減少、単調増加、および、単調減少する車両速度ｖｖｅｈｉｃｉｅにそれぞれ対応する、３つの連続部分である６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、および、７０ａ、７０ｂ、７０ｃに細分割され得る。車両の操作者は、図５における第１曲線６０、７０によって示されている、負と正が交互に切り替わるこの車両加速を、不快なジャークとして認識し得る。この望ましくない車両の挙動は、同期パラメータ値の第１セットのうち、１つまたは複数の非最適な選択の結果であり得る。この非最適な選択は、温度変化、または、デュアルモータドライブユニット１のコンポーネントの機械的摩耗によって引き起こされ得る。
【００６５】
制御ユニット１９は、第１車両加速曲線７０の加速値を、閾値車両加速度と比較する。図５のｂにおいて、この閾値車両加速度は、０ｍ／ｓ２である。制御ユニット１９は、第１車両加速曲線７０の小部分７０ｂの加速度値が、閾値加速度である０ｍ／ｓ２を超えたことを検出する。したがって、時点Ｔ２で第１同期プロセスが完了した後、制御ユニット１９は、上述の同期パラメータ値のうち少なくとも１つを変更または調節する。具体的には、制御ユニット１９は、最大同期期間Ｔｓｙｎｃ，ｍａｘを増加させ、制御ユニット１９は、同期プロセス中に第１モータ４の押しのけ容積の上限ＶＭ１，ｕｐｐｅｒ  ｂｏｕｎｄを減少させ、制御ユニット１９は、同期プロセスに第１モータ４の押しのけ容積３０の変化速度ｄＶＭ１／ｄｔを増加させ、制御ユニット１９は、同期プロセス中に静液圧ポンプ３の押しのけ容積２９の変化速度ｄＶｐ／ｄｔを増加させる。これらの変化した値は、同期パラメータ値の第２セットを構成する。
【００６６】
第１同期プロセスの１分または数分後に制御ユニット１９によって実施される後続の第２同期プロセスは、同期パラメータ値のこの第２セットを入力として使用する。図５のａは、第２同期プロセス中に測定された車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅの第２時系列６１を示す。図５のｂは、第２車両速度曲線６１を使用して制御ユニット１９によって計算された、対応する車両加速の第２時系列７１を示す。図５のｂの第２車両加速曲線７１は、図５のａにおける第２車両速度曲線６１の第１時間微分である。明らかに、第２同期プロセス中に測定された第２車両速度曲線６１は、単調減少する車両速度ｖｖｅｈｉｃｌｅを特徴としている。対応する第２車両加速曲線７１は、閾値車両加速度０ｍ／ｓ２を超えない。同期パラメータ値の調節に起因して、第１同期プロセス中に見られた機械的ジャークは、第２同期プロセスではもはや存在しない。
【００６７】
図６は、本発明の実施形態による、デュアルモータドライブユニット１００の概略図を示す。図６のデュアルモータドライブユニット１００は、図１のデュアルモータドライブユニット１の特徴をすべて含むが、単に分かりやすくするべく、すべての特徴が図６における参照符号で指定されているわけではない。デュアルモータドライブユニット１００が、少なくとも１つの高圧液圧アキュムレータ８１と、少なくとも１つの低圧アキュムレータ８２と、少なくとも１つのアキュムレータバルブ８３とを有する液圧アキュムレータアセンブリ８０を追加的に備えるという点で、図６のデュアルモータドライブユニット１００は、図１のデュアルモータドライブユニット１と異なる。高圧アキュムレータ８１および低圧アキュムレータ８２は、中空容器として構成されている。高圧アキュムレータ８１内の気体の量は、作動液が高圧アキュムレータ８１に入ったときに圧縮される。同様に、低圧アキュムレータ８２内の気体の量は、作動液が低圧アキュムレータ８２に入ったときに圧縮される。通常、高圧アキュムレータ８１内の液圧は、低圧アキュムレータ８２内の液圧より高い。
【００６８】
アキュムレータバルブ８３は、液圧アキュムレータアセンブリ８０を、静液圧ポンプ３、第１静液圧モータ４、および第２静液圧モータ７のうち少なくとも１つに選択的に流体接続するように適合される。アキュムレータバルブ８３は、４つの流体ポートおよび３つの制御状態８３ａ−ｃを有する４／３方向弁として構成されている。アキュムレータバルブ８３は、第１制御状態８３ａへ切り替えられているとき、高圧アキュムレータ８１を静液圧ポンプ３、第１モータ４および第２モータ７のそれぞれ第１流体ポート３ａ、４ａ、７ａに流体接続し、低圧アキュムレータ８２を静液圧ポンプ３、第１モータ４および第２モータ７のそれぞれ第２流体ポート３ｂ、４ｂ、７ｂに流体接続する。アキュムレータバルブ８３は、第２制御状態８３ｂに切り替えられているとき、高圧アキュムレータ８１および低圧アキュムレータ８２の、静液圧ポンプ３、第１モータ４および第２モータ７との流体接続を解除する。アキュムレータバルブ８３は、第３制御状態８３ｃに切り替えられているとき、高圧アキュムレータ８１を、静液圧ポンプ３、第１モータ４および第２モータ７のそれぞれ第２流体ポート３ｂ、４ｂ、７ｂに流体接続し、低圧アキュムレータ８２を静液圧ポンプ３、第１モータ４および第２モータ７のそれぞれ第１流体ポート３ａ、４ａ、７ａに流体接続する。
【００６９】
アキュムレータバルブ８３は、制御ユニット１９（図示せず）に電気接続される。制御ユニット１９は、電気信号を使用してアキュムレータバルブ８３を制御するように適合されている。アキュムレータバルブ８３の制御は、アキュムレータバルブ８３を制御状態８３ａ−ｃのうち１つに切り替えることを含む。制御ユニット１９は、第１モータ４、第２モータ７、および、静液圧ポンプ３のうち少なくとも１つを含む静液圧回路における静液圧を調節するべく、アキュムレータバルブ８３を制御するように適合されている。静液圧回路において静液圧を調節することは、静液圧を増加させること、静液圧を減少させること、および、静液圧を一定に維持することのうち少なくとも１つを含み得る。
【００７０】
例えば、液圧アキュムレータアセンブリ８０内に蓄積された静液圧エネルギーは、液圧アキュムレータアセンブリ８０を解放することによって、モータ４、７に伝達され得て、機械的エネルギーに変換され得る。液圧アキュムレータアセンブリ８０を解放することは通常、高圧アキュムレータ８１内の静液圧を下げることと、低圧アキュムレータ８２内の静液圧を上げることとを含む。液圧アキュムレータアセンブリ８０を解放することは通常、アキュムレータバルブ８３を第１制御状態８３ａに切り替えることを含む。逆方向において、静液圧ポンプ３および／またはモータ４、７によって提供される機械的エネルギーは、アキュムレータ８１、８２内に蓄積され得る静液圧エネルギーに変換され得て、それにより、アキュムレータアセンブリ８０が蓄圧される。アキュムレータ８１、８２を蓄圧することは通常、高圧アキュムレータ８１内の静液圧を上げることと、低圧アキュムレータ８２内の静液圧を下げることとを含む。液圧アキュムレータアセンブリ８０を蓄圧することは通常、アキュムレータバルブ８３を第３制御状態８３ｃに切り替えることを含む。
【００７１】
第１モータ４の回転速度をアウトプットシャフト１４の回転速度と同期することは、制御１９ユニットがアキュムレータバルブ８３を制御して、例えばアキュムレータバルブ８３を第１制御状態８３ａに切り替えることによって、アキュムレータアセンブリ８０内に蓄積された液圧を、第１モータ４および第２モータ７のうち少なくとも１つにおける液圧を増加させるのに使用することを含み得る。例えば、第１モータ４の回転速度を、係合速度３１に調整するべく、第１モータ４内の液圧が増加され得る。この目的で、上述のＰＩコントローラ３３は、アキュムレータバルブ８３の制御状態を制御変数として使用し得るか、追加的に使用し得る。追加的に、または代替的に、第１モータ４の押しのけ容積３０の増加によって引き起こされた圧力降下を補償する、または、部分的に補償するべく、第２モータ４内の液圧が増加され得る。
【００７２】
第１モータ４の回転速度およびアウトプットシャフト１４の回転速度が同期される時点Ｔ２と、クラッチ装置９が第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合する時点Ｔ４との間に、制御ユニット１９は、アキュムレータアセンブリ８０内に蓄積された静液圧エネルギーが、第２モータ７で一定の出力トルクを提供するのに使用、または追加的に使用されるように、アキュムレータバルブ８３を制御し得る。
【００７３】
制御ユニット１９は更に、クラッチ装置９が時点Ｔ４で第１モータ４をアウトプットシャフト１４に駆動係合させるとき、またはその後で、アキュムレータアセンブリ８０内に蓄積された静液圧エネルギーが、第１モータ４の出力トルクを増加させるべく使用される、または追加的に使用されるように、少なくとも１つのアキュムレータバルブ８３を制御するように適合されている。この目的で、制御ユニット１９は通常、第１モータ４内の静液圧を増加するべく、アキュムレータバルブ８３を第１制御状態８３ａに切り替える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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