JP2005273909A

JP2005273909A - ギア・シフト防止

Info

Publication number: JP2005273909A
Application number: JP2005082097A
Authority: JP
Inventors: Anders Kjell; ケルアンデルス; Johnny Rickman; リックマンジョニー
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2005-10-06
Also published as: SE0400745D0; US7369931B2; SE0400745L; EP1580465B1; US20050216166A1; SE526849C2; EP1580465A2; EP1580465A3

Abstract

【課題】ギア・シフト防止
【解決手段】車両（１）の自動ギア・シフトを一時的に防止する方法であって、少なくとも１つの被動輪（６）が空転していることをトラクション・コントロール・システムが示している限り、ギア・シフトを防止するステップと、車両の加速度を計算するステップと、加速度の導関数の値を、または車両の加速度と以前に計算した車両の加速度との間の差を示す値を計算するステップと、値が所定の値と等しいか、それより高い場合は、所定の時間だけギア・シフトを防止するステップとを含む。その方法を実行するシステム、コンピュータ・プログラム（２０）、コンピュータ・プログラム製品（１９）および電子制御ユニット（１２）も開示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のギア・シフトを一時的に防止する方法に関する。本発明は、方法を実行するためのコンピュータ・プログラム、コンピュータ・プログラム製品および電子制御ユニットにも関する。

車両の自動ギアボックスは通常、ギアボックスＥＣＵ（電子制御ユニット）によって制御され、これは、適切と見なされるエンジン動作を達成するようにギア選択を制御する。ギア・チェンジの開始を決定する場合には、１組のパラメータおよびインジケータを考察することができる。このような組は通常、車両速度、およびＴＣＳ（トラクション制御システム）が起動しているか否かの表示を含む。ＴＣＳは通常、車輪速度センサおよびＡＢＳ（アンチロック・ブレーキング・システム）／ＴＣＳ−ＥＣＵを含む。ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵは特に、車両が安定性を維持するように、空転する傾向を示す被動輪の車輪制動を制御するか、道路に伝達できる駆動トルクにエンジン・トルクを適用する、あるいはその両方を実行する。

特に上り坂で平滑な道路または滑りやすい道路を運転するか、旋回する場合、被動輪は空転することがある。したがって、ＴＣＳが起動され、ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵからギアボックスＥＣＵへとＴＣＳが起動されているとのメッセージが送信される。ギアボックスＥＣＵがＴＣＳの起動を検出すると、運転者に不都合を引き起こさず、さらにその車両の背後にいる他の車両の行列を妨害しないために、例えば上り坂での運転時の望ましくないシフトアップのようなギア・チェンジが防止される。これは、車両が、概ね普通の自動車より長い加速時間を有するトラックまたはバスのように重量車である場合に、特に当てはまる。米国特許第ＵＳ−６４９０５１６−Ｂ１号は、電子ギア制御装置がＴＣＳから信号を受信する方法を開示する。

残念ながら、被動輪の一方が空転し始めても、とにかく望ましくないギア・チェンジが開始することがある。その理由は、ＴＣＳが低速で、ＴＣＳの起動を通知するメッセージがギアボックスＥＣＵに到達するのが遅すぎるからのようである。

本発明の目的は、被動輪の空転時に望ましくないギア・チェンジを防止するか、少なくともその数を低下させるような方法で、自動または半自動ギア・シフト・システムを改善することである。

本発明は、車両の自動ギア・シフトを一時的に防止する方法で、
少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロール・システムが示している限り、ギア・シフトを防止するステップと、
車両の加速度を計算するステップと、
加速度の導関数の値を、または車両の加速度と以前に計算した車両の加速度との間の差を示す値を計算するステップと、
値が所定の値と等しいか、それより高い場合は、所定の時間だけギア・シフトを防止するステップとを含む方法に関する。
これによって、被動輪の発端となる車輪空転を、トラクション・コントロール・システムがその発生を検出する前に予測することができ、トラクション・コントロール・システムが起動して、ギア・シフトを制御する手段に通信する前でも、ギア・チェンジを防止することができる。

１つの実施形態では、車両加速度の計算は、瞬間的車両速度、および以前に計算した車両速度を示す値に基づく。

本発明は、車両の半自動または自動ギア・シフト・システムで、ギアボックスのギア・シフトを制御し、少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロール・システムが示す限り、ギア・シフトを防止するような構成である電子制御ユニットと、車両の加速度を計算するような構成である手段と、加速度の導関数の値、または車両の加速度と以前に計算した車両の加速度との差を示す値を計算するような構成である手段と、加速度の差を示す値が、所定の値と等しいか、それより高い、または少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロールの値が示している場合に、所定の時間だけギア・シフトを防止するような構成である手段とを有するシステムにも関する。

さらに、本発明は、車両の自動ギア・シフトを一時的に防止するコンピュータ・プログラムおよびコンピュータ・プログラム製品にも関し、これは、速度センサ、トラクション・コントロール・システムおよび自動ギア・シフト・システムを有する車両の電子制御ユニット上で作動する場合に、電子制御ユニットにこの方法を実行させるコンピュータ読み取り可能コード手段を有する。

さらに、本発明は、記憶手段およびコンピュータ・プログラムを有し、コンピュータ・プログラムが記憶手段に記憶されている電子制御ユニットに関する。

１つの実施形態では、電子制御ユニットは、車両の自動ギア・シフトを制御し、トラクション・コントロール・システムと通信するような構成である。

本発明の目的、利点および効果、さらに特徴は、方法、システムおよびコンピュータ・プログラム、さらに他の実施形態に関する以下の詳細な説明を、添付図面と一緒に読むことにより、さらに容易に理解される。

本発明は、様々な改造および代替構造を含むが、本発明の好ましい実施形態を図で示し、以下で詳細に説明する。しかし、特定の記述および図面は、開示された特定の形態に本発明を制限するものではない。反対に、請求の範囲にある本発明の範囲は、請求の範囲で表示された通りの本発明の精神および範囲に入るその全ての改造および代替構造を、その同等物の全範囲まで含むものとする。

図１は、バスおよびトラックなどの車両１の概略的ブロック図を示し、車両を推進する内燃機関、混合モータおよび電気モータなどのモータ２を有する。モータ２は、クラッチ構成４を介してギアボックス３の入力軸に接続される。したがって、モータのトルクはギアボックス３を介して推進軸５に伝達され、推進軸５はさらに、差動装置７および対応する半分の軸８を介してモータ・トルクを後部被動輪６に伝達する。車両１は、少なくとも２つの非被動輪１０を含む少なくとも１本の前車軸９も有する。モータＥＣＵ１１は、モータ２を制御するように構成され、ギアボックスＥＣＵ１２は、特にクラッチ構成４およびギアボックス３を制御するように構成され、ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３は、被動輪６と非被動輪１０それぞれの車輪制動（図示せず）を制御するように構成される。モータＥＣＵ１１、ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３およびギアボックスＥＣＵ１２は、ＣＡＮ（コントローラ・エリア網）、ＴＴＣＡＮ（時間トリガ・コントローラ・エリア網）および／またはＦｌｅｘＲａｙと互換性がある母線などの車両内部網母線１４を介して、相互に通信することができる。ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３は、ＡＢＳおよびＴＣＳに属し、ＴＣＳは、ＴＣＳもＡＢＳと同じハードウェア、つまり各車輪の車輪速度センサ１５と、車輪制動（図示せず）と、ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３と車輪制動それぞれの間に配置された油圧変調器（図示せず）とを使用するという意味で、ＡＢＳの延長部と言うことができる。ＡＢＳおよびＴＣＳのハードウェアおよびソフトウェアの特定の例、さらにその機能は、当業者には知られ、したがって詳細には説明しない。しかし、本発明は、ＴＣＳコンピュータ・プログラムが、ＡＢＳコンピュータ・プログラムを実行するＥＣＵ以外の別のＥＣＵに含まれる実施形態、およびＡＢＳコンピュータ・プログラムが存在しない実施形態も含むことを理解されたい。

推進軸５の回転速度を感知する少なくとも１つの速度センサは、この実施形態ではギアボックスＥＣＵ１２に接続される。速度センサ１６の目的は、車速を計算するためにギアボックスＥＣＵ１２が使用する値を受信することである。次に、自動ギア・チェンジをギアボックスＥＣＵ１２で開始すべきか決定するための計算の入力パラメータとして、車速を使用する。自動ギア・チェンジを開始すべきか決定するために、車速を含む様々な計算方法が当業者に知られ、したがって本発明の一部ではない。したがって、このような計算方法については、これ以上詳細に説明しない。言うまでもなく、速度センサ１６は、ギアボックスＥＣＵ１２が車両の内部網母線１４などを介して値を引き出せる限り、ギアボックスＥＣＵ１２以外の別のＥＣＵに接続することができる。車速の計算は、本発明によると、ギアボックスＥＣＵ１２による処理に制限されず、車両の内部網母線１４に直接的または間接的に接続されたＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３などの別のＥＣＵで処理してもよい。どの図面にも図示されていないが、速度センサ１６を推進軸５の隣に配置するのではなく、速度センサをフライホィール、クランクシャフト、オルタネータなどのモータ２で駆動する装置および／またはギアボックスの入力軸の回転速度を感知するために位置決めしてもよい。このような３つの要素の回転速度に基づく車速の計算は、推進軸５の回転速度に基づく計算に類似し、当業者には知られている。

図１には図示されていないが、車速に関する値を引き出す他の代替方法を、例えばＧＰＳ（全地球測位システム）、ディファレンシャルＧＰＳ、オーブコム、ガリレオおよびＧｌｏｎａｓなどの測位システム、または車両のレーダ・システムから車速度の値を引き出すか、ＡＢＳ／ＴＣＳＥＣＵから被動輪または非被動輪の回転比率の値を引き出す、またはその両方によって、本発明により使用することができる。

本発明によるＥＣＵは、この実施形態のギアボックスＥＣＵ１２では、図２で概略的に開示される。ギアボックスＥＣＵ１２は、ここでは車両の内部網母線１４を介してＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３などの他のＥＣＵとの通信を可能にするために第１ポート１８１に接続された処理手段１７、クラッチ構成４のための特殊なクラッチＥＣＵ（図示せず）を介してアクチュエータ手段（図示せず）と直接的または間接的に通信する第２ポート１８２、ギアボックス３のためにアクチュエータ手段（図示せず）と通信する第３ポート１８３、および速度センサ１６から信号を受信する第４ポート１８４を有する。処理手段は、ハードディスク、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（電気的プログラマブルＲＯＭ）またはＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＲＯＭ）などの記憶手段１９の形態である少なくとも１つのコンピュータ・プログラム製品にも接続する。この実施形態の記憶手段は、特にギア・シフト制御用のコンピュータ・プログラム２０を有する。このコンピュータ・プログラム２０は、車速および車両の加速度を測定するプログラム・モジュール２１の形態の測定手段、および車速を所定の値と比較するプログラム・モジュール２１の形態の比較手段を有する。

システムおよび車両の実施形態について説明してきたが、次に本発明による方法の幾つかの実施形態を、図３に関して説明する。第１ステップＳ１では、速度センサ１６などからの速度信号Ｖ_nをギアボックスＥＣＵ１２が受信し、車速Ｖ_n、さらに車両加速度Ａ_nが、受信した速度信号および以前の速度Ｖ_n-1に対応する以前の速度信号に基づくコンピュータ・プログラム２０を通して、例えばＡ_n*＝（Ｖ_n−Ｖ_n-1）／Δｔを介してギアボックスＥＣＵ１２によって計算され、ここでΔｔは、速度V_nを計算した時と、以前に計算した速度Ｖ_n-1を計算した時との時間差の所定推定値である。しかし、上述した計算の代わりに、またはそれに加えて、当業者に知られている車両加速度の他の計算／推定方法を使用してもよい。

第２ステップＳ２では、ステップＳ１で計算した車両加速度に基づく値Ａ_D、および以前に計算した車両加速度Ａ_n-1を、ステップＳ１の上記の反復で計算する。つまり、ステップＳ１をｎ回実行した場合、以前に計算した車両加速度は、ステップＳ１をｎ−１回実行する間にステップＳ１で計算した加速度でよいが、それである必要はない。値Ａ_Dは、車両加速度Ａ_nと以前に計算した車両加速度Ａ_n-1との差、つまりＡ_D＝Ａ_n−Ａ_n-1またはＡ_n-1−Ａ_nである。あるいは、値Ａ_Dは、Ａ_D＝（Ａ_n−Ａ_n-1）／Δｔなどの車両加速度の導関数として計算してもよく、ここでΔｔは、例えば車両速度Ａ_nを計算した時と、以前に計算した車両加速度Ａ_n-1を計算した時との時間差の所定推定値である。

第３ステップＳ３では、値Ａ_Dを所定の値と比較する。この実施形態では、所定の値は、被動輪が近い将来に空転しそうな場合の限界値として設定される。この所定の値は、経験的に選択するか、当技術分野で知られている任意の理論で計算してもよい。値Ａ_D＝Ａ_n−Ａ_n-1および値Ａ_Dが所定の値より大きい場合、被動輪は近い将来に空転する可能性が高いと見なされ、方法は第４ステップＳ４へと続く。このステップＳ３があるために、ＴＣＳが起動して被動輪の車輪ブレーキを制御するほど車輪の空転が非常に大きくなる前でも車両空転の予測が可能である。値Ａ_Dが所定の値より小さい場合は、車輪が近い将来に空転する可能性は低いと考えられ、方法は第５ステップＳ５へと続く。

ステップＳ４では、コンピュータ・プログラム２０によってギアボックスＥＣＵ１２は、ギア・シフトが所定の時間だけ防止されるモードに入る。所定の時間は、ステップＳ３で指示／予見されている車輪の空転のためにＴＣＳが起動されている場合に、ＴＣＳが起動しているという、ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３からのＣＡＮ−メッセージ中のＴＣＳ指標のような可能なメッセージを受信しているはずの時間として設定される。ステップＳ４の後、方法は第６ステップＳ６へと続く。あるいは、値が大きいと、所定の時間が比較的長くなり、値が小さいと、所定の時間が比較的短くなる、あるいはその逆になるように、所定の時間が値Ａ_Dに依存してもよい。

ステップＳ５では、例えばＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３からの最新のメッセージにあるＴＣＳ指標をチェックするなどして、ＴＣＳが起動しているか判断する。ＴＣＳが起動していないとＴＣＳ指標が示す場合、方法は第７ステップＳ７へと続くか、あるいは方法が第８ステップＳ８へと続く。

ステップＳ６では、所定の時間に到達したか判断する。回答が「イエス」の場合、つまり所定の時間に到達している場合、方法はステップＳ７へと続く。回答が「ノー」の場合、方法は第９ステップＳ９へと続く。

ステップＳ７で、ギアボックスＥＣＵ１２は、空転している被動輪のせいで、ギア・シフトが防止されていないと判断する。ＴＣＳが現在起動しているという指標がＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３から受信していないからである。ギア・チェンジの開始は、言うまでもなく車速によって直接決定される基準、ＴＣＳを停止してから走行した距離、および現在のギアなど、当技術分野で知られている他の状況および基準によって防止されることもあるが、このような基準および状況は、このように本発明に属さず、したがって詳細には説明しない。ステップＳ７の後、方法はステップＳ１へと戻る。

ステップＳ８では、例えばコンピュータ・プログラム２０のギア・シフト基準チェック・モジュールによってチェックした指標を通して防止を指示することなどにより、ギア・シフトが防止される。ギア・シフトを防止する別の方法は、ギアごとにエンジン速度間隔の値を一時的かつ劇的に上昇させることである。したがって、通常は、一時的な特定のギアについては高すぎると見なされるエンジン速度が、そのギアでは適切と見なされ、したがってギア・シフトが始動しない。ステップＳ８の後、方法はステップＳ５へと戻る／続く。

ステップＳ９はステップＳ５と同様である。つまりＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ１３からの最新のメッセージにあるＴＣＳ指標をチェックして、ＴＣＳが作動しているか判断する。ＴＣＳが作動していないことをＴＣＳ指標が示した場合、方法はステップＳ６へと戻るか、あるいは方法はステップＳ８へと続く。

本発明による車両を概略的に示す。本発明によるＥＣＵを概略的に示す。本発明による方法の実施形態の流れ図である。

符号の説明

１車両
２モータ
３ギアボックス
４クラッチ構成
５推進軸
６被動輪
７差動装置
８軸
９前車軸
１０非被動輪
１１モータＥＣＵ
１２ギアボックスＥＣＵ
１３ＡＢＳ／ＴＣＳ−ＥＣＵ
１４内部網母線
１５車輪速度センサ
１６速度センサ
１７処理手段
１９記憶手段
２０コンピュータ・プログラム
２１プログラム・モジュール
２２プログラム・モジュール

Claims

車両の自動ギア・シフトを一時的に防止する方法であって、少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロール・システムが示している限り、ギア・シフトを防止するステップを含む方法で、
車両の加速度を計算するステップと、
加速度の導関数の値を、または車両の加速度と以前に計算した車両の加速度との間の差を示す値を計算するステップと、
値が所定の値と等しいか、それより高い場合は、所定の時間だけギア・シフトを防止するステップとを特徴とする方法。
車両加速度の計算が、瞬間的車速および以前に計算した車速を示す値に基づく、請求項１に記載の方法。
車両の半自動または自動ギア・シフト・システムであって、ギアボックスのギア・シフトを制御し、少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロール・システムが示す限り、ギア・シフトを防止する電子制御ユニットを有するシステムで、車両の加速度を計算する手段と、
加速度の導関数の値、または車両の加速度と以前に計算した車両の加速度との差を示す値を計算する手段と、
加速度の差を示す値が、所定の値と等しいか、それより高い、または少なくとも１つの被動輪が空転していることをトラクション・コントロールの値が示している場合に、所定の時間だけギア・シフトを防止する手段とを特徴とするシステム。
車両の自動ギア・シフトを一時的に防止するコンピュータ・プログラムであって、速度センサ、トラクション・コントロール・システムおよび自動ギア・シフト・システムを有する車両の電子制御ユニット上で作動する場合に、電子制御ユニットに請求項１による方法を実行させるコンピュータ読み取り可能コード手段を有するコンピュータ・プログラム。
コンピュータが使用可能な媒体および請求項４によるコンピュータ・プログラムを有するコンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータ・プログラムはコンピュータが使用可能な媒体に記録される製品。
記憶手段および請求項４によるコンピュータ・プログラムを有する電子制御ユニットであって、コンピュータ・プログラムが記憶手段に記憶されるユニット。
電子制御ユニットが、車両の自動ギア・シフトを制御し、トラクション・コントロール・システムと通信するような構成である、請求項６に記載の電子制御ユニット。