JP2000081122A

JP2000081122A - 車両用駆動列アセンブリ

Info

Publication number: JP2000081122A
Application number: JP11225992A
Authority: JP
Inventors: Scott V Anderson; スカット、ヴィ、アンダスン; Charles R Jones; チャールズ、アー、ジョウンズ
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2000-03-21
Also published as: US5980413A; SE9902959L; DE19939354A1; CA2276601A1; HUP9902776A2; SE524054C2; HUP9902776A3; SE9902959D0; BR9917062A; HU9902776D0

Abstract

(57)【要約】【課題】多速度車軸アセンブリの作動を自動制御する
電子制御装置を備えた車両駆動列アセンブリを提供する
ことにある。【解決手段】トランスミッション１３を複数のトラン
スミッション変速比の所望の１つで作動し、車軸アセン
ブリ１４を複数の車軸変速比の所望の１つで作動し、車
両に対し所望の全変速比を提供する電子制御装置２０を
設ける。電子制御装置２０は、車両の運転パラメータを
表わす１つ又は複数の入力信号に応答する。全変速比の
変更が必要であることを決定するときは、電子制御装置
２０は所望の全変速比が得られるようにトランスミッシ
ョン・アクチュエータ１５及び車軸アクチュエータ１７
の一方又は両方を作動する。トランスミッション・アク
チュエータと、車軸アクチュエータとのいずれか一方を
作動するか、両方を作動するかの決定は、両アクチュエ
ータにより生ずる特定の変速比と現行の全変速比と所望
の全変速比とその他の要因とによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に、回転動力源及び
多速度車軸（ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｐｅｅｄａｘｌｅ）
を備え車両の回転動力源及び従動車輪間に所望の減速比
（ｓｐｅｅｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｇｅａｒｒａｔ
ｉｏ）を提供する車両駆動列アセンブリに関する。こと
に本発明はこのような車両駆動列アセンブリで多速度車
軸アセンブリの作動を自動的に制御する電子制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現用の実際上全部の陸用車両では、回転
動力源と回転従動車輪を持つ従動車軸とを備えた駆動列
アセンブリを設けてある。多くの例では回転動力源とし
て内燃機関又はディーゼル・エンジンを使う。このよう
なエンジンは、比較的狭い範囲の速度内で作動するよう
にしてあるが極めて低い速度又は極めて高い速度で作動
するにはあまり適合していない。すなわちエンジン駆動
車両の駆動列アセンブリは、典型的には、エンジンに連
結した継手（カップリング）機構と、この継手機構及び
従動車軸の間に連結したトランスミッション（ｔｒａｎ
ｓｍｉｓｓｉｏｎ）とを備える。継手機構は、駆動列ア
センブリの残りの部品を駆動する状態からエンジンを選
択的に連結をはずすように設けてエンジンを車両の停止
中に運転したままにできる。トランスミッションは、エ
ンジン及び従動車軸の間に複数の減速比を生ずることに
より車両の平滑な加速及び減速を容易にする。しかし他
の例では回転動力源は電気モータを使う。このようなモ
ータは有効に停止始動ができ広範囲の速度にわたる運転
に十分適している。従って電動車両では、駆動列アセン
ブリ内にトランスミッションを介在させないで従動車軸
に変速モータを直接連結することができる。

【０００３】継手機構及びトランスミッションを備えた
これ等のエンジン駆動車両では、継手機構及びトランス
ミッションの操作は手動ですなわち車両の運転者による
物理的力に応じて行われることが多い。このような手動
方式では継手機構は通常機械式クラッチとして構成でき
る。この機械式クラッチを係合させるときは、トランス
ミッションは車両エンジンにより駆動され、車両を選定
した歯車比すなわち変速比（ｇｅａｒｒａｔｉｏ）で
作動する。トランスミッションを第１変速比から第２変
速比にシフトするには、クラッチを初めに係合をはずし
車両エンジンからトランスミッションに動力が伝わらな
いようにする。このようにして、かみ合いギヤ歯の望ま
しくない衝撃を防ぐように非トルク負荷条件のもとでト
ランスミッション内でギヤシフト操作が行なわれる。次
いでクラッチはふたたび係合させられ、車両を第２変速
比で運転するように車両エンジンからトランスミッショ
ンに動力を伝える。

【０００４】機械式クラッチの典型的構造では、車両エ
ンジンの出力軸の端部にこの軸と一緒に回転するように
固定したフライホイールに連結したカバーを備える。ク
ラッチ内にはカバー及びフライホイールの間にプレッシ
ャ・プレートを配置してある。このプレッシャ・プレー
トは、フライホイール及びカバーに一緒に回転するよう
に連結されるがこれ等に対し軸線方向に移動できる。す
なわちフライホイール、カバー及びプレッシャ・プレー
トは全部車両エンジンにより絶えず回転駆動される。フ
ライホイール及びプレッシャ・プレートの間には従動デ
ィスク・アセンブリを配置してある。従動ディスク・ア
センブリは、トランスミッション入力軸にこの軸と一緒
に回転するように支えてあるがこの軸に対し軸線方向に
移動できる。クラッチを係合させるにはプレッシャ・プ
レートをフライホイールに向かい軸線方向に係合位置に
移動させる。この係合位置では従動ディスク・アセンブ
リはフライホイール及びプレッシャ・プレートの間に摩
擦を伴って係合する。従って従動ディスク・アセンブリ
（とこのアセンブリを支えたトランスミッション入力軸
と）は、フライホイール、カバー及びプレッシャ・プレ
ートと一緒に回転するように駆動される。クラッチの係
合を離脱するには、プレッシャ・プレートをフライホイ
ールから軸線方向に遠ざかる向きに係合離脱位置に移動
させる。プレッシャ・プレートを軸線方向に係合離脱位
置に移動させるときは、従動ディスク・アセンブリはフ
ライホイール及びプレッシャ・プレートの間で摩擦を伴
って係合しない。従って従動ディスク・アセンブリ（と
このアセンブリを支えるトランスミッション入力軸と）
は、フライホイール、カバー及びプレッシャ・プレート
と一緒に回転するようには駆動されない。

【０００５】係合位置及び係合離脱位置の間でプレッシ
ャ・プレートの軸線方向移動を生じさせるように、多く
の機械式クラッチには、トランスミッション入力軸のま
わりに配置した一般に中空円筒形のリリース・スリーブ
を持つリリース・アセンブリ（ｒｅｌｅａｓｅａｓｓ
ｅｍｂｌｙ）を設けてある。リリース・スリーブの前端
部は、クラッチ内に延び複数のレバー又はその他の機械
的機構を介しプレッシャ・プレートに連結してある。こ
のようにしてリリース・スリーブの軸線方向移動により
係合位置及び係合離脱位置の間にプレッシャ・プレート
の対応する軸線方向移動を生ずる。通常クラッチ内には
プレッシャ・プレートを係合位置に向かい付勢するよう
に１個又は複数個の係合ばねを設けてある。これ等の係
合ばねは典型的にはリリース・スリーブ及びカバーの間
で反作用を及ぼし通常クラッチを係合状態に保持する。
リリース・スリーブの後端部はクラッチからカバーを貫
いて形成した中心穴を貫いて外方に延びる。リリース・
スリーブはクラッチのカバー及びプレッシャー・プレー
トに連結してあるから、このスリーブも又車両エンジン
の運転時はつねに絶えず回転駆動される。すなわちリリ
ース・スリーブの後端部には通常環状のリリース軸受
（ｒｅｌｅａｓｅｂｅａｒｉｎｇ）を取付けてある。
このリリース軸受は、リリース・スリーブに軸線方向に
固定され、リリース・スリーブと一緒に回転する内レー
スと、回転しないように拘束した外レースと、このよう
な相対回転ができるように内レース及び外レース間に配
置した複数個の軸受とを備える。リリース軸受の非回転
外レースは典型的には、クラッチを作動するように係合
位置及び係合離脱位置の間でリリース・スリーブ（又従
ってプレッシャ・プレート）を動かす作動機構によって
係合させる。このクラッチは車両の運転室内に位置する
クラッチ・ペダルを押すことにより係合を離脱する。ク
ラッチペダルは、機械的リンク仕掛を介してクラッチの
リリース軸受の外レースに連結され、クラッチ・ペダル
を押すとクラッチのプレッシャ・プレートが係合位置か
ら係合離脱位置に動かされる。クラッチ・ペダルを解放
するときはクラッチ内に設けた係合ばねはプレッシャ・
プレートを係合離脱位置から係合位置に戻す。

【０００６】典型的な構造の手動トランスミッション
は、回転動力源に連結したトランスミッション入力軸と
従動車軸に連結したトランスミッション出力軸と複数個
のかみ合いギヤとを納めるケースを備える。トランスミ
ッション入力軸及びトランスミッション出力軸の間のか
み合いギヤのうちの選定したギヤをこれ等の軸の間に所
望の減速比が得られるように互いに連結する手動構造を
設けてある。このトランスミッションケース内に納めた
各かみ合いギヤは、複数のこのような変速比が生ずるよ
うに種種の寸法を持つ。これ等の種種の変速比の間で適
当にシフトすることにより、車両の加速及び減速が平滑
有効に行われる。トランスミッションのギヤシフト作用
は、このトランスミッションから車両の運転者室内に延
びるシフトレバーを手動で動かすことによりクラッチの
係合を離脱するときに行うことができる。このような形
式の手動のクラッチ及びトランスミッション・アセンブ
リは、当業界にはよく知られ構造及び作用が比較的簡単
安価で軽量である。これによって中負荷及び高負荷トラ
ックの現用のクラッチ／トランスミッション・アセンブ
リの多くは手動で操作する。

【０００７】継手機構及びトランスミッションを備えた
これ等のエンジン駆動車両では、このような継手機構及
びトランスミッションの操作は又自動的にすなわち車両
の運転者が物理的な力を使わないで行われる。前記した
手動操作のクラッチ／トランスミッション・アセンブリ
の使用の便宜性を向上するように通常手動のトランスミ
ッションの部分自動又は全自動のシフト操作を行う種種
の構造が提案されている。部分自動又は全自動手動トラ
ンスミッションでは運転者操作のクラッチ・ペダルの代
りに流体圧式又は空気圧式アクチュエータのような自動
式クラッチ・アクチュエータを使ってもよい。自動式ク
ラッチ・アクチュエータの作動は、運転者の手動の力に
よらないでクラッチを選択的に係合させ又係合を離脱す
る電子制御装置又はその他の制御機構により制御するこ
とができる。同様に運転者操作のシフト・レバーの代り
に又、所望の使用変速比を選定して係合させるのに電子
制御装置又はその他の制御機構により制御する流体圧式
又は空気圧式アクチュエータのような自動式トランスミ
ッション・アクチュエータを使ってもよい。

【０００８】或は駆動列アセンブリに自動式トランスミ
ッションを設けてもよい。自動式トランスミッションは
前記した手動トランスミッション及び自動手動トランス
ミッションに比べて構造及び作用が著しく異なる。従来
の自動式トランスミッションでは、継手機構は典型的に
は前記した機械式クラッチの代りに流体圧式トルク・コ
ンバータ又はその他の流体継手を使う。トランスミッシ
ョンは、所望の変速比が得られるように流体作動クラッ
チにより選択的に係合させ係合を離脱する複数のギヤセ
ットを備える。トルク・コンバータ及び流体作動クラッ
チの作用は典型的には、車両の運転者が手動の作用を行
わないで車両の所定の運転条件に応答して電子制御装置
により制御する。広範囲の種類のこのような形式の自動
式トランスミッションが当業界では知られている。これ
等のトランスミッションは前記した手動式トランスミッ
ションよりいくぶん複雑高価であるから、自動式トラン
スミッションは一般に、乗用車や軽量及び中型のトラッ
クのような比較的小型軽量の車両だけに使われる。

【０００９】前記したようにさらに、車両駆動列アセン
ブリに回転動力源として変速モータを使うことが知られ
ている。このような電気モータの作動速度は通常、車両
の運転者による加速ペダルの動きに応答して電子制御装
置により制御する。電気モータの速度は同等の内燃機関
又はディーゼル・エンジンより一層容易に変えることが
できるから、電気モータの出力軸は、中間トランスミッ
ションを使用しないで駆動列アセンブリの被駆動車軸に
直接連結できることが多い。

【００１０】エンジン駆動の駆動列アセンブリ（継手／
トランスミッション構造を備える）とモータ駆動の駆動
列アセンブリ（このような継手／トランスミッション構
造を備えない）とでは共に、従動車軸アセンブリは、車
両の従動車輪に回転動力を伝えるように設けてある。典
型的な車軸アセンブリは、デフギヤ・アセンブリ（ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｇｅａｒａｓｓｅｍｂｌｙ）
を介し１対の車軸出力軸に連結した車軸入力軸を納める
ハウジングを備える。デフギヤ・アセンブリは車軸入力
軸からの回転動力を２本の車軸出力軸に分割し従って車
両の車輪を回転駆動する。若干の例では車軸アセンブリ
は車軸入力軸及び各車軸出力軸の間に単一の減速比だけ
しか生じないように構成してある。しかし他の例では車
軸アセンブリは車軸入力軸及び各車軸出力軸間に２種類
（或はそれ以上の種類）の減速比を生ずるように構成し
てある。多重速度車軸アセンブリは、これ等のアセンブ
リがトランスミッションにより比較的簡単安価に得られ
る減速比の種類数を越える種類数の減速比にわたるので
望ましい。たとえば２速度車軸アセンブリと協働して作
動する４速度トランスミッションは全部で８種類の変速
比を生ずる。

【００１１】これ等の多速度車軸アセンブリでは各車軸
変速比間でシフトする手動操作機構を設けることがよく
知られている。従来この手動操作機構は車両運転室から
車軸アセンブリに延びる機械的リンク仕掛を備えてい
た。車両の運転者は機械的リンク仕掛を物理的に動かし
て各車軸変速比間のシフトを行った。しかしなお近年で
は手動操作機構は、車軸アセンブリに設けた電気モータ
を作動するように接続した電気スイッチを設けた。車両
の運転者は、車軸変速比間のシフトを行うように電気モ
ータの作動を制御するこの電気スイッチを手動操作し
た。

【００１２】手動クラッチ／トランスミッションアセン
ブリと協働して多速度車軸アセンブリを手動操作するこ
とはよく知られている。しかし手動操作多速度車軸アセ
ンブリは前記したように部分自動式又は全自動式手動ト
ランスミッションに又は自動式トランスミッションには
容易には使うことができない。さらに手動操作多速度車
軸アセンブリは、直結した変速モータに容易には使うこ
とができない。すなわち車両駆動列アセンブリで部分自
動式又は全自動式手動トランスミッション、自動式トラ
ンスミッション又は変速モータを持つ多速度車軸アセン
ブリの作動を自動制御する制御装置を設けることが望ま
しい。

【００１３】

【発明の要約】本発明は車両駆動列アセンブリ内の多速
度車軸アセンブリの作動を自動制御する電子制御装置に
係わる。

【００１４】第１の実施例では車両駆動列アセンブリ
は、自動手動トランスミッションと、複数のトランスミ
ッション変速比の任意の１つでこのトランスミッション
を作動するトランスミッション・アクチュエータとを備
える。このシステムはさらに、複数の車軸変速比の任意
の１つで車軸アセンブリを作動する車軸アクチュエータ
を備える。トランスミッションを複数のトランスミッシ
ョン変速比の所望の１つで作動し又車軸アセンブリを複
数の車軸変速比の所望の１つで作動して車両に所望の全
変速比が得られるようにするのに電子制御装置を設けて
ある。このために電子制御装置は車両の運転パラメータ
を表わす１つ又は複数の入力信号に応答する。車両の全
変速比の変更を必要とすることが決定されると、電子制
御装置は所望の全変速比が得られるようにトランスミッ
ション・アクチュエータ及び車軸アクチュエータの一方
又は両方を作動する。トランスミッション・アクチュエ
ータだけを作動するか、車軸アクチュエータだけを作動
するか又はトランスミッション・アクチュエータ及び車
軸アクチュエータを共に作動するか、どうかの決定は、
トランスミッション及び車軸のアクチュエータにより得
られる特定の変速比と現用の全変速比と所望の全変速比
とその他の要因とによる。このシステムは又、自動トラ
ンスミッションと、トランスミッションを介在させない
で車軸アセンブリに直結した電気モータのような変速モ
ータとに使うことができる。

【００１５】本発明の種種の目的及び利点は添付図面に
よる好適な実施例についての以下の説明から当業者には
明らかである。

【００１６】

【実施例】添付図面で図１には本発明の第１実施例によ
る車両駆動列アセンブリ１０のブロック図を例示してあ
る。駆動列アセンブリ１０は、内燃エンジン又はディー
ゼル・エンジンのような普通のエンジン１１又はその他
の回転動力源を備える。エンジン１１はエンジン１１の
クランク軸のような出力軸１１ａを介してクラッチ１２
に連結してある。クラッチ１２も又当業界には普通のも
のでエンジン１１の出力軸１１ａをトランスミッション
１３の入力軸１３ａに選択的に連結するように作用す
る。トランスミッション１３は、入力軸１３ａ及び出力
軸１３ｂの間に選択的に連結する複数個のかみ合いギヤ
（図示してない）を含む。トランスミッション１３内に
含めたかみ合いギヤは複数種類のこのような変速比を生
ずるように種種の寸法を持つ。これ等の種種の変速比の
間で適当にシフトすることにより、トランスミッション
１３の入力軸１３ａ及び出力軸１３ｂの間に所望の減速
比を生ずることができる。

【００１７】トランスミッション１３の出力軸１３ｂは
普通の駆動軸（図示してない）を経て普通の多速度車軸
アセンブリ１４に連結してある。車軸アセンブリ１４
は、クラッチ１２を係合させるときはつねにエンジン１
１により回転駆動される１個又は複数個の車輪（図示し
てない）を備える。多重速度車軸アセンブリ１４も又、
トランスミッション１３の出力軸１３ｂと車両車輪との
間に選択的に連結する複数個のかみ合いギヤ（図示して
ない）を含む。多重速度車軸アセンブリ１４内に含めた
各かみ合いギヤは複数（典型的には２種類）のこのよう
な変速比を生ずるように種種の寸法を持つ。これ等の種
種の変速比の間で適当にシフトすることにより、トラン
スミッション１３の出力軸１３ｂと各車両車輪との間に
所望の減速比が得られる。トランスミッション１３及び
多重速度車軸アセンブリ１４の両方で得られる種種の減
速比の間で適当にシフトすることにより車両の加速及び
減速が平滑有効に得られる。以上述べた駆動列アセンブ
リ１０の一般構造は当業界にはよく知られている。

【００１８】図示のトランスミッション１３は部分自動
又は全自動手動トランスミッションでよい。典型的な部
分自動手動トランスミッションでは運転者操作のシフト
レバー（図示してない）により、トランスミッション内
に納めた複数条のシフト・レールのうちの若干のレール
を係合させて動かし第１の組の使用変速比に係合させ
る。しかし自動シフト・トランスミッション・アクチュ
エータ１５をトランスミッション１３に設けて残りのシ
フト・レールを係合させて動かし第２の組の使用変速比
に係合させる。たとえば部分自動手動トランスミッショ
ンを設けることが知られている。このトランスミッショ
ンでは低い方の変速比は車両運転者がシフトレバーを使
い手動で選定して係合させるが、高い方の変速比はトラ
ンスミッション・アクチュエータ１５により自動的に選
定し係合させる。このような一般構造を持つ典型的な部
分自動手動トランスミッションの１例は本願の譲受人の
米国特許第５，４５０，７６７号明細書に詳述してあ
る。この明細書の記述は本説明に参照してある。全自動
手動トランスミッションでは運転者操作シフト・レバー
の代りに通常トランスミッション・アクチュエータ１５
を使う。トランスミッション・アクチュエータ１５は、
トランスミッション１３内に納めた全部のシフト・レー
ルをシフトさせ利用できる全部の変速比を選定し係合さ
せるように作用する。前記した特許明細書は、本説明に
述べるトランスミッションのシフト作用を全自動化する
のに前記した部分自動トランスミッション・アクチュエ
ータ１５の適合性を記載してある。しかし本発明に任意
所望の構造のトランスミッション１３及びトランスミッ
ション・アクチュエータ１５を使うことができるのは明
らかである。

【００１９】トランスミッション１５の自動シフト作用
を容易にするように、クラッチ１２にクラッチ・アクチ
ュエータ１６を設けてある。クラッチ・アクチュエータ
１６の構造及び作用は当業界には普通のものである。簡
単に述べるとクラッチ・アクチュエータ１６は運転者操
作のクラッチ・ペダルの代りに設けられクラッチ１２の
作動を部分自動化又は全自動化するようにする。クラッ
チ・アクチュエータ１６はクラッチ１２を係合モード又
は係合離脱モードで作動するように作用する。クラッチ
１２を係合させるときは、トランスミッション１３が車
両エンジン１１により駆動され車両を選定した変速比で
作動する。トランスミッション１３を第１変速比から第
２変速比にシフトするには、初めにクラッチ１２の係合
を離脱し車両エンジン１１からトランスミッション１３
に動力が伝わらないようにする。このようにしてトラン
スミッション・アクチュエータ１５により、かみ合いギ
ヤ歯の望ましくない衝撃を防ぐように非トルク負荷条件
のもとでトランスミッション１３内にギヤシフト作用を
生じさせる。次いでクラッチ１２はふたたび係合させて
車両エンジン１１からトランスミッション１３に動力を
伝え車両を第２の変速比で作動するようにする。クラッ
チ・アクチュエータ１６に適合できることが分った１構
造例は、１９９７年７月９日付けの共有の米国特許願０
８／８９１，６２５号明細書に記載してある。この明細
書の内容は本説明に参照してある。しかし本発明が任意
所望の構造のクラッチ１２及びクラッチ・アクチュエー
タ１６により実施できるのは明らかである。

【００２０】多速度車軸アセンブリ１４の自動シフト作
用を容易にするように車軸アクチュエータ１７を設けて
ある。車軸アクチュエータ１７の構造及び作用は当業界
には普通のものである。簡単に述べると、車軸アクチュ
エータ１７は、車軸アセンブリ１４の作用を自動化する
ように運転者操作の機械式リンク仕掛又は電気スイッチ
／モータ・アセンブリの代りに設ける。車軸アクチュエ
ータ１７は、車軸アセンブリ１４を所望の変速比で作動
するように作用する電気モータ（図示してない）を備え
る。典型的には、車軸アセンブリ１４は２種類の変速比
すなわち第１の比較的低い変速比と第２の比較的高い変
速比とを生ずることができる。すなわち第１変速比に係
合させると、車両の各車輪は車両エンジン１１により駆
動されトランスミッション１３の出力軸１３ｂの回転速
度に対して車両を比較的低い変速比で作動する。同様に
第２変速比に係合させると、車両の各車輪は車両エンジ
ン１１により駆動されトランスミッション１３の出力軸
１３ｂの回転速度に対して車両を比較的高い変速比で作
動する。車軸アクチュエータ１７は後述のようにして車
軸アセンブリ１４を第１及び第２の変速比の間でシフト
するように設けてある。車軸アクチュエータ１７に適合
できることが分った１つの構造例は１９８８年１２月２
７日付けの共有の米国特許第４，７９３，４５８号明細
書に記載してある。この明細書の内容は本説明に参照し
てある。しかし本発明が任意所望の構造の車軸アセンブ
リ１４及び車軸アクチュエータ１７で実施できるのは明
らかである。

【００２１】クラッチ・アクチュエータ１６、トランス
ミッション・アクチュエータ１５及び車軸アクチュエー
タ１７の作用は電子制御装置２０により制御される。電
子制御装置２０は、前記したようにクラッチ・アクチュ
エータ１６（クラッチ１２の自動係合離脱及び係合を行
う）、トランスミッション・アクチュエータ１５（クラ
ッチ１２の係合を離脱したときにトランスミッション１
３の自動シフト作用を行う）及び車軸アクチュエータ１
７（車軸アセンブリ１４の自動シフト作用を行う）を作
動するようにプログラム作成することのできる任意普通
のマイクロプロセッサ又は類似の計算装置として形成で
きる。電子制御装置２０の動作は詳しく後述する。トラ
ンスミッション出力軸速度センサ２１は電子制御装置２
０に入力信号を送る。トランスミッション出力軸速度セ
ンサ２１は、当業界には普通のものでトランスミッショ
ン１３の出力軸１３ｂの実際の回転速度を表わす電気信
号を生ずるようにしてある。クラッチ位置センサ２２も
又電子制御装置２０に入力信号を送る。クラッチ位置セ
ンサ２２の構造及び作用は当業界には普通のものでクラ
ッチ１２を係合位置及び係合離脱位置の間で移行する際
にクラッチ１２の実際の位置を表わす電気信号を電子制
御装置２０に送るようにしてある。

【００２２】エンジン制御装置２３は車両エンジン１１
の作用を制御するように設けてある。エンジン制御装置
２３は、エンジン１１を所望通りに運転するようにプロ
グラム作成することのできる任意普通のマイクロプロセ
ッサ又は類似の計算装置として構成できる。主としてエ
ンジン制御装置２３は、加速ペダル位置センサ２４によ
り生ずる入力信号に応答してエンジン１１の運転を制御
する。加速ペダル位置センサ２４は、当業界では普通の
もので車両の加速ペダル（図示してない）の実際の位置
を表わす電気信号を生ずるようにしてある。よく知られ
ているように加速ペダルは、車両の運転を制御するのに
車両の運転者の足により物理的に操作する。加速ペダル
は、エンジン１１の速度を高めて車両を移行させようと
するときに運転者が押す。これに反して、エンジン１１
の速度を下げて車両のこのような運行を遅くし又は停止
させようとするときは加速ペダルを解放する。すなわち
エンジン制御装置２３は、加速ペダル位置センサ２４か
らの信号に応答してエンジン１１の速度を制御し車両を
運転者の所望通りに運転するようにする。アクセル・ペ
ダル位置センサ２４は所望により、車両の運転の所望の
速度又はモードを表わす信号を生ずる絞り位置センサ
（図示してない）又はその他の運転者応答センサを代り
に使ってもよい。エンジン制御装置２３への第２入力
は、エンジン出力軸速度センサ２５である。エンジン出
力軸速度センサ２５は、当業界には普通のものでエンジ
ン１１の出力軸１１ａの実際の回転速度を表わす電気信
号を生ずるようにしてある。

【００２３】電子制御装置２０及びエンジン制御装置２
３は、これ等の制御装置間に延びるデータ母線２６によ
り相互に通信する。一般に普通の方法で電子制御装置２
０及びエンジン制御装置２３は、車両の運転をその運転
者の望む通りに制御するために相互に通信し協働するよ
うにプログラム作成する。とくに電子制御装置２０及び
エンジン制御装置２３は、従来の乗用車の自動トランス
ミッションと同様に加速ペダル及びブレーキペダルの物
理的操作だけにより車両の始動停止ができるようにエン
ジン１１、クラッチ１２、トランスミッション１３及び
車軸アセンブリ１４の作動を制御する作用をする。この
ためにアクセル・ペダル位置センサ２４及びエンジン出
力軸速度センサ２５からの信号がデータ母線２６により
電子制御装置２０に利用できる。或は加速ペダル位置セ
ンサ２４及びエンジン出力軸速度センサ２５からの信号
を電子制御装置２０に直接送ることができる。

【００２４】図示の実施例では電子制御装置２０は、速
度センサ２１、クラッチ位置センサ２２及びエンジン制
御装置２３により生ずる入力信号に応答してクラッチ・
アクチュエータ１６、トランスミッション・アクチュエ
ータ１５及び車軸アクチュエータ１７の作用を制御す
る。しかし電子制御装置２０は、とくに示した以外の車
両の運転パラメータを表わす信号を含む任意所望の数の
入力信号に応答してクラッチ・アクチュエータ１６、ト
ランスミッション・アクチュエータ１５及び車軸アクチ
ュエータ１７の作用を制御する。電子制御装置２０によ
り実施されるアルゴリズム又はプログラムの特性は車両
ごとにいくぶんかずつ異なる。しかし一般に電子制御装
置２０は、入力信号に応答して車両に対し所望の全変速
比が得られるように、トランスミッション１３及び車軸
アセンブリ１４のいずれか一方又は両方にシフト作用を
生じさせる。トランスミッション１３及び車軸アセンブ
リ１４を適当にシフトすることにより、車両の加速減速
が平滑有効に行われる。

【００２５】図２は、図１に例示した電子制御装置２０
の作用を制御する簡略化したアルゴリズム３０のフロー
・チセートである。アルゴリズム３０の第１のステップ
３１では電子制御装置２０は、これに供給される入力信
号の若干又は全部を読取る。次いでアルゴリズム３０は
決定点３２に入る。決定点３２では電子制御装置２０
は、車両の全変速比の変更が所定の判定基準に基づいて
必要であるかどうかを決定する。典型的にはこの所定の
判定基準は電子制御装置２０の固定記憶装置に記憶す
る。前記したように所定の判定基準の特性は車両ごとに
異なる。本発明は、車両の全変速比の変更が必要である
かどうかを決定するのに任意所望の所定判定基準を使う
ようにしている。電子制御装置２０が車両の全変速比の
変更をこの場合必要としないことを決定すると、アルゴ
リズム３０は第１ステップ３１に分岐して戻る。この場
合電子制御装置２０はこれに供給される入力信号の若干
又は全部をふたたび読取る。

【００２６】しかし電子制御装置２０が車両の全変速比
の変更をこの場合必要とすることを決定すると、アルゴ
リズム３０は命令点（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｏｉ
ｎｔ）３３に分岐する。命令点３３ではトランスミッシ
ョン・アクチュエータ１５及び車軸アクチュエータ１７
の一方又は両方を作動し所望の変速比が得られるように
する。トランスミッション・アクチュエータ１５だけを
作動するか、車軸アクチュエータ１７だけを作動する
か、又はトランスミッション・アクチュエータ１５及び
車軸アクチュエータ１７の両方を作動するかどうかの決
定は、トランスミッション１３及び車軸アクチュエータ
１４により生ずる特定の変速比と現用の全変速比と所望
の全変速比と当業界にはよく知られているその他の要因
とによる。通常クラッチ・アクチュエータ１６は、トラ
ンスミッション１３をシフトするようにトランスミッシ
ョン・アクチュエータ１５を作動するのに先だって、初
めに電子制御装置２０により作動されクラッチ１２の係
合を離脱する。車軸アクチュエータ１４は同時に作動し
非トルク負荷条件のもとでシフト作用が生ずるようにす
る。或は車軸アクチュエータ１７は、トルクの大きさが
所定のレベル以下に低下するときはつねに車軸アセンブ
リ１４を前もって付勢し自動シフトする従来のばね付勢
構造を使って構成する。適当なシフト作用が行われた
後、アルゴリズム３０は分岐して第１ステップ３１に戻
る。ステップ３１では電子制御装置２０は、これに供給
される入力信号の若干又は全部をふたたび読取る。

【００２７】例示のためにトランスミッション１３は、
第１、第２、第３及び第４のトランスミッション変速比
と称する４つの互いに異なる前進変速比を生ずることが
できるものとする。さらに車軸アセンブリ１４は、低い
車軸変速比及び高い車軸変速比と称する２つの互いに異
なる変速比を生ずることができ又各車軸変速比間の差は
互いに隣接するトランスミッション変速比のうちの任意
の変速比間の差より大きいものとする。車両が停止して
いる場合に加速ペダルを押すと、電子制御装置２０は車
両を第１の全変速比で運転しなければならないことを決
定する。このために電子制御装置２０は初めにトランス
ミッション・アクチュエータ１５を作動しトランスミッ
ション１３を第１トランスミッション変速比にシフト
し、又車軸アクチュエータ１７を作動し車軸アセンブリ
１４を低い車軸変速比にシフトする。第１トランスミッ
ション変速比と、低い車軸変速比の組合せにより第１の
全変速比が得られる。車両を徐徐に加速すると、電子制
御装置２０は車両を逐次に第２、第３及び第４の全変速
比を経て運転しなければならないことを引続いて決定す
る。このことは、トランスミッション１３を第２、第３
及び第４のトランスミッション変速比にシフトするよう
にトランスミッション・アクチュエータ１５を作動する
と共に車軸アセンブリ１４は低い車軸変速比に保持する
ことによってできる。

【００２８】第５の全変速比を得るには電子制御装置は
この場合トランスミッション・アクチュエータ１６を作
動しトランスミッション１３を第１トランスミッション
変速比に戻るようにシフトすると共に、車軸アクチュエ
ータ１７を作動し車軸アセンブリ１４を高い車軸変速比
にシフトする。次いで電子制御装置２０は、トランスミ
ッション・アクチュエータ１６を作動しトランスミッシ
ョン１３を逐次に第２、第３及び第４のトランスミッシ
ョン変速比を経てシフトすると共に車軸アセンブリ１４
を高い車軸変速比に保持し第６、第７及び第８の全変速
比が得られるようにする。シフト・ダウンは同様にして
生ずることができる。車両の運転条件に従って１つ又は
複数の変速比を飛越えてもよいのは明らかである。さら
にトランスミッション１３及び車軸アセンブリ１４のシ
フト作用はこれにより生ずる特定の変速比に従って前記
したのとは異なってもよいのは明らかである。

【００２９】前記した電子制御システムにより車両駆動
列アセンブリ１０の自動手動トランスミッション１３及
び多速度車軸アセンブリ１４の両方の作動を自動的に制
御する一体化システムが得られるのは明らかである。従
って得られる全変速比の数はトランスミッション１３及
び車軸アセンブリ１４により個別に得られる変速比数を
十分越える。さらにこれ等の付加的全変速比を得ること
は比較的簡単に費用上有効にできると共にトランスミッ
ション１３及び車軸アセンブリ１４の両方の部分自動又
は全自動のシフト作用ができる。

【００３０】図３には本発明の第２実施例による車両駆
動列アセンブリ４０のブロック図を示してある。駆動列
アセンブリ４０は、内燃機関又はデイーゼル・エンジン
のような普通のエンジン４１又はその他の回転動力源を
備える。エンジン４１は、エンジン４１のクランク軸の
ような出力軸４１ａを経て自動トランスミッション４２
に連結してある。図示の自動トランスミッション４２
は、当業界にはよく知られている多くの構造のうちの任
意の１つとして構成できる。たとえば典型的な自動トラ
ンスミッション４２は、所望の変速比を生ずるように流
体作動クラッチにより選択的に係合させ係合を離脱する
複数の機械的ギヤの組と協働して使うトルク・コンバー
タ（図示してない）又はその他の流体継手を備える。し
かし任意の公知の自動トランスミッション構造を使えば
よい。

【００３１】自動トランスミッション４２は普通の駆動
軸（図示してない）を介して普通の多速度車軸アセンブ
リ４３に連結した出力軸４２ａを備える。車軸アセンブ
リ４３は、エンジン４１により回転駆動される１個又は
複数個の車輪（図示してない）を備える。多速度車軸ア
センブリ４３の構造及び作用は前記した車軸アセンブリ
１４と同じである。又車軸アクチュエータ４４は前記し
た車軸アクチュエータ１７と同じ構造及び作用を持つよ
うにしてもよい。

【００３２】車軸アクチュエータ４４の作用は電子制御
装置５０により制御する。電子制御装置５０は、前記し
たように車軸アセンブリ４３の自動シフト作用を生ずる
ために車軸アクチュエータ４４を作動するようにプログ
ラム作成することのできる任意普通のマイクロプロセッ
サ又は同様な計算装置として構成できる。電子制御装置
５０の作用は詳しく後述する。電子制御装置５０に自動
トランスミッション４２の出力軸４２ａの実際の回転速
度を表わす電気信号を送るようにトランスミッション出
力軸速度センサ５１を設けてある。トランスミッション
出力軸速度センサ５１は当業界には普通のものである。

【００３３】エンジン制御装置５２は車両エンジン４１
の運転を制御するように設けてある。エンジン制御装置
５２は又エンジン４１を所望通りに運転するようにプロ
グラム作成することのできる任意普通のマイクロプロセ
ッサ又は同様な計算装置として形成できる。主としてエ
ンジン制御装置５２は、加速ペダル位置センサ５３によ
り生ずる入力信号に応答してエンジン４１の運転を制御
する。加速ペダル位置センサ５３は、当業界には普通の
もので車両の加速ペダル（図示してない）の実際の位置
を表わす電気信号を生ずるようにしてある。よく知られ
ているように加速ペダルは、車両の運転を制御するよう
にこの車両の運転者が足で物理的に操作する。加速ペダ
ルは、エンジン４１の速度を高め車両を走行させようと
するときに運転者が押す。これに反して加速ペダルは、
エンジン４１の速度を低減させ車両のこのような走行を
遅らせ又は停止させようとするときに解放する。すなわ
ちエンジン制御装置５２は、加速ペダル位置センサ５３
からの信号に応答してエンジン４１の速度を制御し車両
を運転者の所望通りに運転する。加速ペダル位置センサ
５３は所望により、車両の所望の運転速度又は運転モー
ドを表わす信号を生ずる絞り位置センサ（図示してな
い）又はその他の運転者応答センサを代りに使ってもよ
い。エンジン制御装置５２への第２の入力はエンジン出
力軸速度センサ５４である。エンジン出力軸速度センサ
５４は、当業界には普通のもので、エンジン４１の出力
軸４１ａの実際の回転速度を表わす電気信号を生ずるよ
うにしてある。

【００３４】自動トランスミッション４２のトルクコン
バータ及び流体作動クラッチの作動は典型的には、車両
の運転者の手動操作によらないで車両の所定の運転条件
に応答して電子制御装置５５により制御する。トランス
ミッション制御装置５５も又自動トランスミッション４
２を所望通りに作動するようにプログラム作成すること
のできる任意普通のマイクロプロセッサ又は同様な計算
装置を使うことができる。主としてトランスミッション
制御装置５５は、エンジン制御装置５２により生ずる入
力信号に応答して自動トランスミッション４２の作動を
制御する。しかし任意の公知の自動トランスミッション
制御装置を使ってもよい。

【００３５】電子制御装置５０及びエンジン制御装置５
２はこれ等両者間に延びるデータ母線５６により相互に
通信する。適宜には電子制御装置５０及びトランスミッ
ション制御装置５５はデータ母線５７により相互に通信
し、又エンジン制御装置５２及びトランスミッション制
御装置５５はデータ母線５８により相互に通信する。前
記した車軸アクチュエータ１７と同じ構造及び作用を持
つ。一般に当業界には普通の方式で電子制御装置５０及
びエンジン制御装置５２は相互に通信し協働するように
プログラム作成され車両の運転を車両の運転者が望む通
りに制御するようにしてある。とくに電子制御装置５０
及びエンジン制御装置５２は、乗用車の普通の自動トラ
ンスミッションと同様に加速ペダル及びブレーキペダル
の物理的操作だけによって車両の発停ができるようにし
てエンジン４１、自動トランスミッション４２及び車軸
アセンブリ１４の作動を制御する作用をする。このこと
は前記したのとほぼ同じようにして行われる。

【００３６】図示の実施例では電子制御装置５０は、速
度センサ５１、エンジン制御装置５２及びトランスミッ
ション制御装置５５により生ずる入力信号に応答して車
軸アクチュエータ４４の作動を制御する。しかし電子制
御装置５０は、とくに示した以外の車両の運転パラメー
タを表わす信号を含む任意の所望数の入力信号に応答し
て車軸アクチュエータ４４の作動を制御する。電子制御
装置５０により実施するアルゴリズム又はプログラムの
特性は車両ごとにいくぶん異なる。しかし一般に電子制
御装置５０は、車軸アセンブリ４３にシフト作用を生じ
させる入力信号に応答して車両の全変速比が得られるよ
うにする。自動トランスミッション４２と協働して車軸
アセンブリ４３を適当にシフトさせることにより、車両
の加速減速が平滑有効に行われる。

【００３７】図４には本発明の第３の実施例による車両
駆動列アセンブリ６０のブロック図を例示してある。駆
動列アセンブリ６０は、普通の駆動軸６２を経て普通の
多速度車軸アセンブリ６３に連結した、電気モータのよ
うな普通の変速モータ６１を備える。車軸アセンブリ６
３は、モータ６１により回転駆動される１個又は複数個
の車輪（図示してない）を備える。多速度車軸アセンブ
リ６３の構造及び作用は前記した車軸アセンブリ１４と
同じである。又前記した車軸アクチュエータ１７と同じ
構造及び作用を持つ車軸アクチュエータ６４を設けてあ
る。

【００３８】アクチュエータ６４の作用は電子制御装置
７０により制御する。電子制御装置７０は、前記したよ
うに車軸アセンブリ６３の自動シフトを行うために車軸
アクチュエータ６４を作動するようにプログラム作成の
できる任意普通のマイクロプロセッサ又は類似の計算装
置として形成できる。電子制御装置７０の作用は詳しく
後述する。車両モータ６１の作用を制御するようにモー
タ制御装置７１を設けてある。モータ制御装置７１も又
モータ６１を所望通りに作動するようにプログラム作成
できる任意普通のマイクロプロセッサ又は同様な計算装
置として形成できる。主としてモータ制御装置７１は、
前記したようなアクセルペダル位置センサ７２により生
ずる入力信号に応答してモータ６１の運転を制御し車両
を運転者の所望通りに運転するようにする。加速ペダル
位置センサ７２の代りに所望により、車両の所望の運転
速度又は運転モードを表わす信号を生ずる絞り位置セン
サ（図示してない）又はその他の運転者応答センサを使
ってもよい。モータ制御装置７１への第２の入力は、モ
ータ出力軸速度センサ７３である。モータ出力軸速度セ
ンサ７３は、当業界には普通のもので駆動軸６２の実際
の回転速度を表わす電気信号を生ずるようにしてある。

【００３９】電子制御装置７０及びモータ制御装置７１
は、これ等の装置間に延びるデータ母線７４により相互
に通信する。一般に当業界には普通の方式で電子制御装
置７０及びモータ制御装置７１は、車両の運転者の所望
通りに車両の運転を制御するために相互に通信し協働す
るようにプログラム作成する。とくに電子制御装置７０
及びモータ制御装置７１は、乗用車の普通の自動トラン
スミッションと同様に加速ペダル及びブレーキ・ペダル
の物理的操作だけにより車両を発停させることができる
ようにしてモータ６１及び車軸アセンブリ６３の作動を
制御するように作用する。このことは前記したのとほぼ
同じようにして行われる。

【００４０】図示の実施例では、電子制御装置７０は、
モータ制御装置７１により生ずる入力信号に応答して車
軸アクチュエータ６３の作用を制御する。しかし電子制
御装置７０はとくに示した以外の車両の運転パラメータ
を表わす信号を含む任意所望の数の入力信号に応答して
車軸アクチュエータ６３の作動を制御する。電子制御装
置７０により実施するアルゴリズム又はプログラムの特
性は車両ごとにいくぶん異なる。しかし一般に電子制御
装置７０は車軸アセンブリ６３にシフト作用を生じさせ
る入力信号に応答してこの車両に対し所望の全変速比が
得られるようにする。モータ６１と協働して車軸アセン
ブリ６３を適当にシフトさせることにより、車両の加速
及び減速は平滑有効に行うことができる。

【００４１】以上本発明の作動の原理及びモードを好適
な実施例により説明し例示した。しかし本発明はその精
神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるの
はもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動化された手動トランスミッション及び多速
度車軸アセンブリの両方の作動を自動的に制御する一体
化システムを備えた本発明車両駆動列アセンブリの第１
実施例のブロック図である。

【図２】図１に例示した電子制御装置の動作を制御する
簡略化したアルゴリズムを示すフローチャートである。

【図３】自動トランスミッション及び多速度車軸アセン
ブリの両方の作動を自動制御する一体化システムを備え
た車両駆動列アセンブリの第２の実施例のブロック図で
ある。

【図４】変速モータ及び多速度車軸アセンブリの両方の
作動を自動制御する一体化システムを備えた車両駆動列
アセンブリの第３の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１０駆動列アセンブリ１１回転動力源（エンジン）１３トランスミッション１４車軸アセンブリ２０制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者チャールズ、アー、ジョウンズアメリカ合衆国ミシガン州49267、アタワー・レイク、ヘッド・オゥ・レイク・ロウド 7880番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転動力源と、この回転動力源に連結され複数のトランスミッション変
速比で作動できる自動トランスミッションと、前記自動トランスミッションに連結され、複数の車軸変
速比で作動できる車軸アセンブリと、前記自動トランスミッションを、前記複数のトランスミ
ッション変速比のうちの所望の１つで作動し、前記車軸
アセンブリを前記の複数の車軸変速比の所望の１つで作
動し、車両に対し所望の全変速比を提供するようにする
制御装置と、を包含する車両用駆動列アセンブリ。
【請求項２】前記トランスミッションに、前記複数の
トランスミッション変速比の間で前記自動トランスミッ
ションをシフトするトランスミッション・アクチュエー
タを設け、前記制御装置により前記トランスミッション
・アクチュエータを作動するようにした請求項１の車両
用駆動列アセンブリ。
【請求項３】前記車軸アセンブリに、この車軸アセン
ブリを前記複数の車軸変速比の間でシフトする車軸アク
チュエータを設け、前記制御装置により前記車軸アクチ
ュエータを作動するようにした請求項１の駆動列アセン
ブリ。
【請求項４】前記自動トランスミッションに、この自
動トランスミッションを前記複数のトランスミッション
変速比の間でシフトするトランスミッション・アクチュ
エータを設け、前記車軸アセンブリに、この車軸アセン
ブリを前記複数の車軸変速比の間でシフトする車軸アク
チュエータを設け、前記制御装置により前記トランスミ
ッション・アクチュエータ及び前記車軸アクチュエータ
を作動するようにした請求項１の車両用駆動列アセンブ
リ。
【請求項５】前記制御装置が電子制御装置である請求
項１の車両用駆動列アセンブリ。
【請求項６】車両の運転条件を表わす信号を発生する
センサをさらに備え、前記制御装置が前記信号に応答し
て前記自動トランスミッションを前記複数のトランスミ
ッション変速比のうちの所望の１つで作動し、前記車軸
アセンブリを、前記複数の車軸変速比のうちの所望の１
つで作動し、車両に対し所望の全変速比を提供するよう
にした請求項１の車両用駆動列アセンブリ。
【請求項７】車両の複数の運転条件を表わす信号を発
生する複数のセンサをさらに備え、前記制御装置が、前
記信号に応答して前記トランスミッションを前記複数の
トランスミッション変速比のうちの所望の１つで作動
し、前記車軸アセンブリを、前記複数の車軸変速比のう
ちの所望の１つで作動し、前記車両に対し所望の全変速
比を提供するようにした請求項１の車両用駆動列アセン
ブリ。