JP2009533625A - マニュアルトランスミッションによりエンジン速度を車両速度に調和させるシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】マニュアルトランスミッション（３７）がシフトされる間にエンジン速度を車両速度に自動的に調和させる方法。現在選択されている速度比は、エンジン速度および車両速度の比から決定される。運転者はクラッチ（２６）を分離することによってシフトを開始する。クラッチ分離の前後の運転者のスロットル入力は、その者が１速度比のシフトアップかまたは、１または２速度比のシフトダウンを望んでいるのかを意味する。クラッチ（２６）が分離されている間、エンジンコンピュータ（５８）はエンジン（２２）をクラッチの滑らかな再係合に必要な速度に至らしめるように動作する。エンジン速度制御はクラッチ係合時に運転者に戻る。次の意図されたトランスミッションギヤは、クラッチ分離の前後のスロットル位置に基づき決定される。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は一般に、モータビークルにおけるマニュアルトランスミッションの操作に関する。より詳しくは、本発明は、運転者が車両のマニュアルトランスミッションをシフトする間にモータビークルのエンジン速度を車両速度に自動的に調和させるシステムおよび方法に向けられている。

自動車のような従来のモータビークルは一般に、かなり狭い範囲の高いエンジン速度にわたり低トルクを発生するエンジンを備える。しかし、駆動輪での高トルクおよびより幅広い範囲の低速度が自動車を動かすために要求される。従って、高速度の低エンジントルクは、自動車の多速度ドライブトレインによって、多様な駆動状態に適格な低速度の高車輪トルクに変換される。可変速比トランスミッションおよび１対のファイナルドライブギヤがそのような従来のドライブトレインにおける典型的要素である。マニュアルトランスミッションは可変速比トランスミッションの１つの主要な形式であり、名前が示す通り、自動車運転者は手動ギヤセレクタを用いていくつかの速度比から選択しなければならない。ギヤセレクタは、自動車およびトラックで一般的に見られるように棹に似ているハンドレバーであるか、またはオートバイで一般的に見られるようにフットペダルであるとしてよい。

従来のマニュアルトランスミッションは一般に、エンジンによって駆動される入力シャフト、入力シャフトによって駆動されるレイシャフト、およびレイシャフトによって駆動される１つ以上のメインシャフトを含む。レイシャフトおよびメインシャフトには絶えず噛み合っている数対の異なる比のギヤが取り付けられている。各対の入力ギヤはレイシャフトに堅固に取り付けられている。これらのギヤの対は前進速度比を付与する。レイシャフトによって駆動され、そして選択的にメインシャフトを駆動する３個のギヤの組が後退速度比を付与する。各対における出力ギヤはメインシャフトに関して自由に回転することができる。速度比または「ギヤ」は、ギヤセレクタによって位置決めされる歯付きカラーにより出力ギヤのうちの１個をメインシャフトにロックすることによって選択される。高段ギヤのメインシャフト速度に対する入力速度の数値比が低段ギヤに対して低い場合、１つのギヤは別のものより「高い」。ギヤは数値順で参照される。全部の前進ギヤについて、最も低いものは１速ギヤであり、次に低いものは２速ギヤであり、というようになる。モータビークルは一般に複数のギヤを有する。例えば、車、小型トラックおよびマニュアルトランスミッション付きオートバイは一般に、５または６の前進ギヤを有する。

モータビークルのマニュアルトランスミッションは、車および小型トラックのように同期させるか、オートバイ、レース車および大型トラックのように非同期にさせることができる。同期されたマニュアルトランスミッションのギヤが選択されると、シンクロナイザと呼ばれる付加的な構成要素がギヤとエンジン出力シャフトとの間に摩擦を導入し、カラーがロックされる前にギヤ速度をメインシャフト速度と同等にさせる。

クラッチアセンブリ（以下、「クラッチ」）は、ギヤが変えられる間エンジンとトランスミッション入力シャフトとを分離するために使用される。運転者は、車およびトラックに通常見られるフットペダル、またはオートバイに通常見られるハンドレバーに力を加えることによってクラッチを分離する。クラッチは一般に、エンジンに取り付けられたフライホイールおよびプレッシャープレート、およびトランスミッション入力シャフトに取り付けられたクラッチプレートを含む。クラッチは、プレッシャープレートをクラッチプレートに押しつけるスプリングによって係合させられ、それは転じてクラッチプレートをフライホイールに押しつける。フライホイールとクラッチプレートとの間の摩擦は、エンジントルクがドライブトレインの残りの部分に流れるのを可能にする。クラッチは、プレッシャープレートをクラッチプレートから引き離すためにスプリングに作用するクラッチ切断機構によって分離され、フライホイールとトランスミッションへのエンジントルクの流れとの間の摩擦を除去しドライブトレインへのトルクの流れを効果的に遮断する。

従来、車両が動いている間にギヤをシフトするプロセスは次の通りである。車両運転者は、シフトアップ、すなわち低段ギヤから高段ギヤへの変更を、エンジントルクを低減するためにスロットル入力を減少させ（例えば車ではアクセルペダルを緩め）、ドライブトレインへのエンジントルクの流れを低減するためにクラッチを分離する（例えば車ではクラッチペダルに力を加える）ことによって開始することができる。次に、運転者はギヤセレクタをニュートラル位置に動かす。その後、運転者は、スロットル入力をさらに減少させてエンジン速度を低減して、シフトアップから生じるはずであるより低いトランスミッション入力シャフト速度に調和させる。より低いトランスミッション入力シャフト速度は、駆動輪の回転速度、ファイナルドライブ比および次のトランスミッションギヤを掛けることによって得ることができる。運転者はギヤセレクタをニュートラル位置から高段ギヤ、すなわちより低い速度比の位置に動かすことを続け、カラーが新しく選択されたギヤを出力シャフトにロックするようにさせる。最後に運転者はクラッチを再係合させる（例えば車ではクラッチペダルを緩める）。

運転者は、シフトダウンを、すなわち高段ギヤから低段ギヤへの変更を２つの手順のうちの１つにより開始することができる。より頻繁に使用される手順において、運転者は、やはりエンジントルクを低減するためにスロットル入力を減少させ、ドライブトレインへのエンジントルクの流れを低減するためにクラッチを分離することによってシフトダウンを開始する。次に、運転者はギヤセレクタをニュートラル位置に動かす。その後、運転者は、スロットル入力を増大させてエンジン速度を高め、シフトダウンから生じるはずであるより高いトランスミッション入力シャフト速度に調和させる。やはり、より高いトランスミッション入力シャフト速度は、駆動輪の回転速度、ファイナルドライブ比および次のトランスミッションギヤを掛けることによって得ることができる。運転者はギヤセレクタをニュートラル位置から低段ギヤ、すなわち高い速度比の位置に動かすことを続け、カラーが新しく選択されたギヤを出力シャフトにロックするようにさせる。最後に運転者はクラッチを再係合させる。この方法は、クラッチがシフトにつき一度分離されることから、「シングルクラッチング」として知られている。

シフトダウンする第２の方法は、クラッチが二度分離されることを要求し、従って「ダブルクラッチ」または「ダブルデクラッチ」として知られている。運転者は、エンジントルクを低減するためにスロットル入力を減少させ、ドライブトレインへのエンジントルクの流れを遮断するためにクラッチを分離することによってシフトダウンを開始する。次に、運転者は、スロットル入力を増大させてエンジン速度を高め、シフトダウンから生じるはずであるより高いトランスミッション入力シャフト速度に調和させる。やはり、入力シャフト速度は、駆動輪の回転速度、ファイナルドライブ比および次のトランスミッションギヤを掛けることによって得られる。同時に、運転者はニュートラルにシフトし、クラッチを一時的に再係合させてから、再びクラッチを分離する。いったんシフトが完了すると、クラッチを滑らかに係合させるために必要なエンジン速度はまた、ギヤカラーを滑らかにロックするために出力ギヤ速度およびメインシャフト速度を調和させるトランスミッション入力シャフト速度でもある。トランスミッションがニュートラルにあってより高いエンジン速度でのクラッチの係合は、それが出力シャフトにロックされる前に出力ギヤの速度を高める。次に、運転者はギヤセレクタをニュートラル位置から低段ギヤの位置に動かし、そしてクラッチは再び分離される。シングルクラッチ手順に比べて、ダブルクラッチ手順は、新しく選択されたギヤのカラーを出力シャフトにロックするプロセスを容易にする。

[問題の概要]
前述の通り、クラッチプレートはトランスミッション入力シャフトに取り付けられており、フライホイールおよびプレッシャープレートはエンジン出力シャフトに取り付けられている。クラッチが分離されギヤが選択される間、トランスミッション入力シャフト速度は駆動輪の回転速度によって決定される。クラッチアセンブリの２つの半部分の速度はそれぞれエンジンの速度および車輪の速度によって決定されるので、そのプロセスは「エンジン速度を路面速度に調和させること」または「回転数を調和させること」として知られている。理想的には、フライホイールおよびプレッシャープレートの速度は、クラッチが再係合した時にクラッチプレート速度と等しいはずである。しかし、運転者はめったにそのような等化を達成することができず、代わりに実際のクラッチ係合に頼りフライホイールおよびクラッチプレート速度を等しくさせ、それはフライホイールおよびクラッチプレートを摩耗させドライブトレインを通じて衝撃を送る。転じてその衝撃は車両乗員の快適さを低減し、駆動輪に牽引力を失わせることになるかもしれず、旋回時の車両のハンドリングを狂わせるかもしれない。車またはトラックにブレーキをかけながらのシフトダウン手順の実行は、スロットルペダル、クラッチペダルおよびブレーキペダルの同時操作が要求されるので、特に難しい。

デソーテルズ（Desautels）他の米国特許第５５６９１１５号は、大型トラックのマニュアルトランスミッションのクラッチレスシフティングを助ける、マニュアルトランスミッションのためのエンジン速度同期システムを記載している。デソーテルズ他は、シフトレバーのシフト意向スイッチ、シフトレバーがニュートラルに動かされた時を決定するトランスミッションの位置センサ、およびトランスミッション出力シャフトの速度センサを利用する。シフト意向スイッチおよびトランスミッション位置センサは小型車両では一般に見られない。従って、それらの組み込みは、製造費用を増すかもしれず、シフト方法を再び学ぶことを運転者に要求する。さらに、デソーテルズ他は、２速シフトダウンのための手段を提供しておらず、そのエンジン速度同期プロセスはトランスミッションがニュートラルになるまで始動せず、同期に必要な時間を増大させる。
米国特許第５５６９１１５号 米国特許第５９０４０６８号

本発明は有利には、モータビークルのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）といった既存のエンジンコンピュータを利用してフライホイール速度をクラッチプレート速度に調和させ、クラッチ再係合時のドライブトレイン衝撃を回避し車両運転者からのスロットル入力を必要とすることなく１速度比のシフトダウンを可能にすることによって少なくとも上記の問題および他の問題に対処する。

従って、本発明の実施形態は、車両が動いている間にマニュアルトランスミッションのエンジン速度を車輪回転速度と所望の比率に自動的に至らしめるために、すなわちシフトアップまたはシフトダウン中に「回転数を調和させる」または「エンジン速度を車両速度に調和させる」ために、今日のモータビークルにおいて利用可能なセンサおよびコントロールを使用するために自動車ＥＣＵをプログラムするシステムおよび方法を提供する。

実施形態は例証として例示されており、同じ数字が同じ要素を指示する以下の図に限定されない。

簡潔さおよび例証目的で、実施形態の原理は主にその実例に言及することによって説明する。以下の説明において、多数の特定の詳細が実施形態の完全な理解をもたらすために述べられる。しかし、実施形態がこれらの特定の詳細に限定されることなく実施され得ることは当業者にとって明白であろう。他の例において、周知の方法および構造は実施形態を不要に曖昧にしないために詳述していない。

図１は、本発明の実施形態が適用できる自動車といったモータビークルにおける典型的なクラッチ機構またはアセンブリ２６の側面図を図示している。図１は、例証目的でその分離位置にあるクラッチアセンブリ２６を図示している。しかし、クラッチアセンブリ２６が定常的に係合していることに留意しなければならない。車両運転者は、クラッチを分離するためにクラッチペダルまたはレバーを加圧し保持することを要求される。ここで言及する通り、車両の運転者は、車両を操作する運転者またはいずれかの他の実体である。図１に図示の通り、クラッチアセンブリ２６は、フライホイール２７を駆動するエンジン出力シャフト２３を介して一端で車両のエンジン（図示せず）に結合されている。クラッチアセンブリ２６はまた、反対端でトランスミッション入力シャフト３５を介して車両のトランスミッションに結合されている。ガイドピン３１は、フライホイール２７に取り付けられているクラッチカバー２８に取り付けられている。クラッチプレート２９は、それがトランスミッション入力シャフト３５の軸に沿って動くのを可能にするスプラインを備えるトランスミッション入力シャフト３５に取り付けられている。プレッシャープレート３０のダイアフラムスプリング３２の力は、クラッチプレート２９をフライホイール２７に固定させるために作用可能である。フライホイールとクラッチプレートとの間の摩擦は、エンジン出力シャフト２３からトランスミッション入力シャフト３５へのエンジントルクの伝達を可能にする。運転者がクラッチを分離するように行動すると、クラッチマスターシリンダー（図示せず）からの加圧流体がスレーブシリンダー３４内に流入し、クラッチ切断機構ベアリング３３がダイアフラムスプリング３２の中心を加圧するようにさせる。ガイドピン３１は、圧力がダイアフラムスプリング３２の中心に加えられた時に、ダイアフラムスプリング３２がプレッシャープレート３０をクラッチプレート２９から引き離ようにさせる。これはフライホイール２７とクラッチプレート２９との間の摩擦を除去し、それはさらにトランスミッション入力シャフト３５へのエンジントルクの流れを除去する。

図２は、エンジン出力シャフト２３を備えるエンジン２２を有する全輪駆動車両における典型的なドライブトレインシステム２００を図示している。ドライブトレインシステム２００は、図１で詳述した通り、クラッチアセンブリ２６を利用して、車両の（第１の出力により）リアドライブシャフト４５および（第２の出力により）フロントドライブシャフト５１を駆動するツイン出力を備える５速マニュアルトランスミッション３７を駆動するトランスミッション入力シャフト３５にエンジントルクを選択的に伝達する。リアドライブシャフト４５は、ピニオンギヤ４７、リングギヤ４８およびディファレンシャル４９を有するリアディファレンシャルアセンブリ４６を駆動する。リアディファレンシャルアセンブリ４６は、利用可能なトルクを配分し、車両の後輪を駆動する２本のリアハーフシャフト５０の速度差を考慮する。フロントドライブシャフト５１は、トルクをフロントディファレンシャルアセンブリ５３に全輪駆動クラッチ５２を通じて配給し、後者は路面が滑りやすい時にトルクをフロントアクスルに送り、車両が滑らない表面を旋回している時に生じるリアドライブシャフト４５とフロントドライブシャフト５１との間の速度差を考慮する。フロントディファレンシャルアセンブリ５３は、利用可能なトルクを配分し、前輪を駆動する右フロントハーフシャフト５４と左フロントハーフシャフト５５との間の速度差を考慮する。ドライブトレインシステム２００は、当業において理解されている通り、エンジン２２の速度を制御し、エンジン速度センサ（図示せず）によりエンジン出力シャフト２３におけるエンジン速度を感知または検出し、ディファレンシャル４９における車両速度を感知または検出し、クラッチマスターシリンダーのスロットル位置センサ５９およびクラッチ位置センサ６０から入力を受け取る、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５８を含む。エンジン速度センサ、スロットル位置センサおよびクラッチ位置センサは、当業において既知の電気式、機械式または電気機械式センサであるとしてよい。

トランスミッション入力速度（すなわち、クラッチが係合しておりスリップしていない時のエンジン速度）とトランスミッション出力速度との所定または既定の比を５速マニュアルトランスミッション３７で利用可能な５つのギヤについてｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４およびｒ_５と指定し、ピニオンギヤ４７とのリングギヤ４８のファイナルドライブ比をｒ_ｆと指定しよう。それゆえ、ドライブトレインの全速度比および対応する呼称は以下の通りである。
ｒ_１ｆ＝ｒ_１＊ｒ_ｆ １速ギヤ；
ｒ_２ｆ＝ｒ_２＊ｒ_ｆ ２速ギヤ；
ｒ_３ｆ＝ｒ_３＊ｒ_ｆ ３速ギヤ；
ｒ_４ｆ＝ｒ_４＊ｒ_ｆ ４速ギヤ；
ｒ_５ｆ＝ｒ_５＊ｒ_ｆ ５速ギヤ。

車両速度がディファレンシャル４９の代わりにリアドライブシャフト４５で感知される別の実施形態において、ドライブトレインの全速度比は、各比について要求されたｒ_ｆ項がないこと以外上記と同じである。

ドライブトレイン２００といったマニュアルトランスミッションドライブトレインを備えるモータビークルの車両速度にエンジン速度を自動的に調和させるために利用可能なＥＣＵを使用する方法を、本発明の１実施形態に従って、図３〜５に図示されたプロセスフローに関してここで説明する。これらのプロセスフローは、車両エンジンが稼働している時にＥＣＵ５８によって連続的に実行される。

１実施形態において、プロセスフローはクラッチ管理モジュールによってインプリメントすることができ、それは、ＥＣＵ５８におけるいずれかの既知のプロセッサにより理解される、またはそれと互換性を有する、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などといったいずれかの適格なコンピュータプログラミング言語によるコードを含むコンピュータ実行可能プログラム命令を有する、１つ以上のソフトウェアプログラム、アプリケーションまたはモジュールである。クラッチ管理モジュールは、ＥＣＵの内部で、例えばＥＣＵのメモリチップにおいて記憶され得る。しかし、別の実施形態も考えられ、それによってクラッチ管理モジュールは、プロセスフロー３００を実行するためにＥＣＵによって依然アクセス可能であるが、ＥＣＵの外部に記憶することもできる。

ここで図３Ａに図示されたプロセスフロー３００に言及すれば。３１０において、ＥＣＵ５８は、例えば車両運転者によるクラッチ係合の指示または確認を、当業において一般に理解される方式で受け取る。

３２０において、ＥＣＵ５８は初めに、選択されたギヤがこの時点でＥＣＵ５８にとって未知のままであるので、選択されたトランスミッションギヤを表す所定の変数をゼロに設定する。例証目的で、所定の変数はｘとして指定する。それゆえＥＣＵ５８はｘ＝０に設定する。

次に、ＥＣＵ５８は以下のタスクを実行する。第１組のタスクに関して、３３２でＥＣＵ５８は、初めに別の変数、例えばｒ_ｃを、車両のエンジン速度と車両速度との観測または監視された比、すなわち観測ドライブトレイン速度比であると指定する。次いで、ドライブトレインシステム２００における前述のそれぞれのセンサによって供給される既定の時間間隔でのエンジン速度および車両速度の各々の所定の周期的な読みについて、ＥＣＵ５８は、観測ドライブトレイン速度比ｒ_ｃを、例えば５速マニュアルトランスミッションの場合、各々のトランスミッションギヤｉ＝１〜５に関係する計算ドライブトレイン速度比ｒ_ｉｆｉｆと比較する。３３４において、観測速度比がドライブトレイン速度比とほぼ等しいとわかった場合、例えば観測速度比と５速マニュアルトランスミッション３７における５つの所定のドライブトレイン速度比のうちのいずれか１つとの差が所定の許容差またはしきい値の範囲内である場合、ＥＣＵ５８は、運転者が当該ドライブトレイン速度比に関係するトランスミッションギヤを選択したと仮定し、そしてｘはｘ＝ｉであると設定される。ここでｉはトランスミッションギヤ数である（例えば５速マニュアルトランスミッションの場合ｉ＝１〜５）。そうでなければ、ＥＣＵ５８は観測ドライブトレイン速度比ｒ_ｃの各々の周期的な読みについてそうした決定を行い続ける。前述の許容差は、クラッチスリップおよび、エンジン速度および車両速度センサからの信号におけるノイズに対する余裕を与える。

３４２において、ＥＣＵ５８は、利用可能なスロットルセンサから入手可能な通り、運転者からのスロットル入力（例えばアクセルペダル）の位置を監視し周期的に記憶する。例証目的で、スロットル入力は変数ａとして指定される。

３５２において、ＥＣＵ５８は、クラッチ分離の受信を待つために運転者による入力としてのクラッチ位置（例えばクラッチペダル）をさらに監視する。３５６において、いったんクラッチが分離されると、システムは所定の短時間ｐの間休止し、その後再びスロットル位置を読取り、それによってスロットル位置はこの時ｂとして指定される。休止は、運転者がスロットルおよびクラッチ入力を操作できるよりもＥＣＵ５８のほうがより迅速に連続するセンサの読みを受け取ることができるので望ましい。

エンジン速度と車両速度との観測ドライブトレイン速度比ｒ_ｃは、エンジンが稼働したままで車両が停止している時には無限であることに留意しなければならない。そのような場合、ＥＣＵ５８は引き続き、エンジン速度および車両速度の読みに続き既知のドライブトレイン速度比との比較という第１組のタスク３３２、３３４を実行する。運転者は一般に１速ギヤで静止から前進させるが、プロセスフロー３００は運転者がいずれのギヤから始動させることにも適用可能である。さらに、ある程度のクラッチスリップがエンジンをストールさせることなく車両を動かすために必要かもしれない。

図３Ａに図示し上述した通り、いったんクラッチが完全に係合しもはやスリップしなくなると（３１０にて）、ＥＣＵ５８は運転者が選択したギヤを決定することができる（３３２、３３４にて）。ここで典型的な１段ギヤシフトアップを例証するために例を提示する。運転者が初めに１速ギヤ、すなわちｘ＝ｌを選択したと仮定する。次に運転者は、１速から２速ギヤへのシフトのための最低限所要の速度に少なくとも等しい速度まで１速ギヤにおいて加速し、次いでスロットルを部分的に開放しクラッチを分離することによってシフトアップを開始する。運転者は、スロットルをさらに開放してフライホイール２７の速度を低減させ、シフトアップから結果的に生じるはずであるクラッチプレート２９の速度を調和させ、それによって運転者はシフトレバーを１速ギヤからニュートラルを経て２速ギヤに動かす。運転者はその後、クラッチを再係合させてシフトアップを完了する。

図３Ｂは、本発明の実施形態に従った図３Ａから続くプロセスフロー３００を図示している。クラッチ分離の前後の相対スロットル位置ａおよびｂ（図３Ａにおいてそれぞれ３４２および３５６）が運転者の意図したシフティングを推論するために使用される。従って、３６０において、ＥＣＵ５８は記憶されたスロットル位置の読みの間の差を評価し、車両速度がシフトアップするための所定の最小値を超えているかどうかを確かめるために確認し、現在選択されているトランスミッションギヤを確認する。

３７０ａにおいて、ＥＣＵ５８は３６０での評価および確認に基づき運転者がシフトアップするつもりであるかどうかを決定する。以前のスロットル位置「ａ」が現在のスロットル位置「ｂ」よりも大きい場合、すなわちｂ−ａ＜０であれば、車両速度はシフトアップのための所定の最小値を超えており、そして現在のギヤは可能な最も高いトランスミッションギヤ（例えばｘ＜５）よりも低く、ＥＣＵ５８は、運転者が、例えばシフトアップのための上記の例における１速ギヤから２速ギヤへの１段ギヤシフトアップを意図していると推論し、そしてシフトアップされたギヤの対応する速度比ｒ_ｎｅｗが取得され得る。ＥＣＵ５８は、可能な最も高いギヤ未満のいずれかの利用可能な高段ギヤについて２速から３速ギヤへ、３速から４速ギヤへ等々のシフトアップについて類似の決定を行う。シフトアップ回転数調和のための前述の最小速度要求条件は、運転者が１速ギヤにある間にクラッチを連続して係合し分離することによって低速で進行することを可能にする。この状況では、クラッチ分離は、運転者がシフトアップしたいと望んでいることを意味しない。運転者が最小速度を達成する前にシフトアップすることを選んだ場合、ＥＣＵ５８は単にクラッチ係合を待機し、クラッチ係合時に通常動作を再開する。

シフトアップとは対照的に、シフトダウンは順番にではなく実行されるかもしれず、現在選択されているギヤに応じて本発明のいくつかの実施形態のうちの１つに従う。２速ギヤ（ｘ＝２）または３速ギヤ（ｘ＝３）からのシフトダウンは順次的である、すなわち１段ギヤシフトダウンであると仮定される。４速ギヤ以上からのシフトダウンの場合、運転者は１段ギヤまたは２段ギヤシフトダウンの選択肢を有すると仮定される。本発明の各種実施形態は、単一ギヤまたは２段ギヤシフトダウンのためのシングルクラッチまたはダブルクラッチ操作のどちらかにより適用可能である。単一ギヤおよび２段ギヤシフトダウンのための典型的なシングルクラッチおよびダブルクラッチ操作を例示するための例が以下に提示されている。

単一ギヤまたは２段ギヤシフトダウンのどちらかを実行するシングルクラッチ操作についての第１の例において、車両は３速ギヤで一定速度で動いていると仮定する。運転者は、スロットルを開放しクラッチを分離することによってシフトダウンを開始する。運転者はその後、スロットルを増大させてクラッチフライホイール２７の速度を高め、シフトから生じるはずであるクラッチプレート２９の速度を調和させる。次に運転者はシフトレバーを３速ギヤからニュートラルを経て２速ギヤへ動かす。最後に運転者はクラッチを再係合させてシフトダウンを完了する。

単一ギヤシフトダウンを実行するダブルクラッチ操作についての第２の例において、車両は３速ギヤで一定速度で動いていると仮定し、運転者はスロットルを開放しクラッチを分離することによってシフトダウンを開始する。運転者はその後、スロットルを増大させてクラッチフライホイール２７の速度を高め、シフトから生じるはずであるクラッチプレート２９の速度を調和させる。次に運転者はシフトレバーを３速ギヤからニュートラルに動かす。シフトレバーがニュートラルにある状態で、運転者はクラッチを再係合させてから再びクラッチを分離する。これはトランスミッション入力シャフト速度を、２速ギヤを滑らかに係合するために必要な値に至らしめる。運転者はその後さらに、シフトレバーをニュートラルから２速ギヤに動かす。最後に運転者はクラッチを再係合させてシフトダウンを完了する。

２段ギヤシフトダウンを実行するダブルクラッチ操作についての第３の例において、車両は４速ギヤで一定速度で動いていると仮定する。運転者は、スロットルを完全に開放しクラッチを分離することによって２段ギヤシフトダウンを開始する。次に運転者はシフトレバーを４速ギヤからニュートラルに動かす。レバーがニュートラルにある状態で、運転者はクラッチを再係合させ、スロットルを増大させてトランスミッション入力シャフト速度の速度を、２速ギヤを滑らかに係合させるために必要な値まで高める。運転者はクラッチを再び分離し、シフトレバーをニュートラルから２速ギヤに動かす。同時に、運転者はスロットルを操作してクラッチフライホイール２７の速度をシフトから生じるはずであるクラッチプレート２９の速度と調和するように至らしめる。最後に運転者はクラッチを係合させて２段ギヤシフトダウンを完了する。

従って、再び図３Ｂに言及すれば、３７０ｂにおいて、ＥＣＵ５８は、運転者がシフトダウンするつもりであるかどうかを３６０における評価および確認に基づき決定する。現在のスロットル位置「ｂ」が以前のスロットル位置「ａ」に等しいかそれより大きい場合、すなわちｂ−ａ≧０であれば、ＥＣＵ５８は、運転者が、シフトダウンのための例における３速ギヤから２速ギヤへの１段ギヤシフトダウンを意図していると推論し、そしてシフトダウンされたギヤの対応する速度比ｒ_ｎｅｗが取得され得る。ＥＣＵ５８が２速ギヤから１速ギヤへの１段ギヤシフトダウンについて類似の決定を実行するためにさらに動作可能であることに留意しなければならない。このように、たとえ運転者がシフティングの前にスロットルを完全に開放し、クラッチが分離された後にスロットルを増加しない、すなわちｂ−ａ＝０であるとしても、ＥＣＵ５８は、１段ギヤシフトダウンが望まれていると推論するように依然として動作可能である。これは運転者が、ブレーキ中または減速惰行の間に容易にシフトダウンすることを可能にする。

車両が３速ギヤよりも高いギヤで、例えば４速または５速ギヤで動いている場合、運転者は、１段ギヤまたは２段ギヤシフトダウン、シングルクラッチまたはダブルクラッチの選択肢を有する。記憶されたスロットル位置「ａ」および「ｂ」間の差もまた、１段ギヤおよび２段ギヤシフトダウンを区別する付加的な規則により、運転者のシフト意向を決定するために使用される。従って、再び３７０ｂにおいて、クラッチ分離後の現在のスロットル位置「ｂ」が最大スロットルのほぼ５０％未満であり、そしてそれがクラッチ分離前のスロットル位置「ａ」に等しいかまたはそれより大きい場合、すなわちｂ−ａ≧０であれば、ＥＣＵ５８は１段ギヤシフトダウンを推論し、そしてシフトダウンされたギヤの対応する速度比ｒ_ｎｅｗが取得され得る。

３７０ｃにおいて、クラッチ分離後の現在のスロットルｂが最大スロットルのほぼ５０％であるかまたはそれより大きく、またそれがクラッチ分離前のスロットルａより大きい場合、すなわちｂ−ａ≧０であれば、ＥＣＵ５８は２段ギヤシフトダウンを推論し、シフトダウンされたギヤの対応する速度比ｒ_ｎｅｗが取得され得る。

本発明の１実施形態によれば、いったん運転者のシフトの意向が決定されると、ＥＣＵ５８は、図４に例示されたプロセスフロー５００において例示される通り付加的な手順を実行する。

４１０において、ＥＣＵ５８は、クラッチ係合時にクラッチプレート２９の速度を調和させ達成するように望まれるエンジン出力シャフト２３でのエンジン速度を決定する。いったんシフトアップまたはシフトダウンされたギヤが係合した時のクラッチプレート２９の速度は、当該ギヤに対応する全ドライブトレイン速度比と現在観測される車両速度との積である。これは以下の式によって与えられる。
Ｏ_ｉ＝ｒ_ｉｆ＊車両速度＝ｒ_ｉ＊ｒ_ｆ＊車両速度
式中、ｉは前述の通りトランスミッションギヤ数である。車両速度、そしてさらに所要のエンジン速度は、地勢、空力抵抗、機械的摩擦などの効果を説明するために、クラッチが分離されている間、絶えず更新される。

４２０において、ＥＣＵ５８は、クラッチが分離されている限り、エンジン速度を所要のエンジン速度、すなわちクラッチプレート２９の速度Ｏ_ｉに自動的に調整する。ＥＣＵ５８は、所要のエンジン速度が達成されたかどうかに関わらず、クラッチが再係合されるやいなや、エンジン速度制御を運転者に返す。所要のエンジン速度がエンジンの許容範囲外にあれば、エンジン速度制御は同じく返され、ＥＣＵは３１０でプロセスフロー３００を再開する。このように、例えば所要のエンジン速度がシフトアップにおいてアイドル速度未満であると決定された場合、ＥＣＵ５８はクラッチの再係合を待つことなくエンジン速度制御を運転者に返し、再びプロセスを開始するためにクラッチ係合を待つ。同様に、所要のエンジン速度がシフトダウンにおいてエンジンレッドラインを超えていると決定された場合、エンジン速度制御はただちにユーザに返される。

４３０において、クラッチが分離された時にＥＣＵ５８がエンジン速度を所要の速度に調整する間、それはまたクラッチが再係合された時を決定するために所定の周期に基づきクラッチ位置を連続的に監視する。

本発明の１実施形態によれば、単一ギヤシフトダウンのためのダブルクラッチ操作の場合、ＥＣＵ５８はプロセスフロー４００における付加的な手順を実行する。詳細には、４４０において、いったんクラッチがダブルクラッチ操作で再係合すると、ＥＣＵ５８は所定の短い間隔ｐの間休止し、再びクラッチ位置を確認する。クラッチが係合したままであれば、ＥＣＵ５８は運転者がシングルクラッチ操作を採っていると推論し、３１０でプロセスフロー３００を再開する。しかし、クラッチが２度分離された場合、ＥＣＵ５８は運転者がダブルクラッチ操作を採っていると推論する。その場合、ＥＣＵ５８は、４１０、４２０および４３０において、車両速度を監視して所要のエンジン速度を決定し、エンジンを所要の速度に至らしめるように動作し、クラッチ位置を監視するタスクに戻る。いったんダブルクラッチシフトダウンが完了すると、運転者は、シングルクラッチ操作と同様に、クラッチを係合したままにし、そしてＥＣＵ５８は３１０でプロセスフロー３００を再実行する。

２段ギヤシフトダウンのためのダブルクラッチ操作の場合、ＥＣＵ５８は当該シフトダウンに対応するために付加的な手順を実行する。詳細には、運転者が最初のクラッチ分離（３５２にて、図３Ａ）の後にスロットルを増加しないので、ＥＣＵ５８は最初に１段ギヤシフトダウンが要求されている、すなわちｒ_ｎｅｗ＝（ｘ−ｌ）速の速度比であると推論する。４３２において、ＥＣＵは１段ギヤシフトダウンが推論されるかどうか、そして現在のギヤが、（順次的であると仮定される２速および３速ギヤからのシフトダウンに関し）２段ギヤシフトダウンが望ましい選択肢であるほど十分に高いかどうか、例えば４速ギヤまたはそれ以上であるかどうかを確認する。両方の条件が満たされた場合、ＥＣＵはプロセスフロー５００を実行する。エンジン速度制御はクラッチ再係合（４３０にて、図４）時に運転者に返される。トランスミッションがニュートラルにある間、ドライブトレイン速度はエンジン速度に関連しない。このことは、図５に例示された通り、プロセスフロー５００においてＥＣＵ５８によって利用される。

従って、本発明の１実施形態において、図５のプロセスフロー５００で図示の通り、ＥＣＵ５８が４４０で既定の時間ｐの間休止する間、それは観測エンジン速度が次の低段ギヤ（例えば３速ギヤ）のドライブトレイン速度比および既定の許容差を超えているかどうかを決定する（５２０にて）ためにエンジン速度および車両速度の両方を観測または監視し続ける（５１０にて）。否定であれば、ＥＣＵ５８は既定の時間ｐが尽きるまでエンジン速度および車両速度を監視し続け、そしてＥＣＵ５８は、前述の通り、４４０で決定を行う。肯定であれば、ＥＣＵ５８は、例えば４速ギヤから２速ギヤへの２段ギヤシフトダウンが要求されていると推論することができる。その後、ＥＣＵ５８は、シフトダウンされたギヤの対応する速度比ｒ_ｎｅｗをダブルシフトダウンされたギヤ（例えば２速ギヤ）に再定義する（５３０にて）。このように、再び図４に言及すれば、クラッチが運転者によって再び分離された時、ＥＣＵ５８は、車両速度を監視し、この時点で図５の５３０で再定義された所要のエンジン速度を決定し、エンジンをそのような所要の速度に至らしめるように動作し、そしてクラッチ位置を監視するタスク４１０、４２０および４３０に戻る。いったんシフトが完了すると、運転者はクラッチを係合したままにし、エンジン速度制御は運転者に返され、ＥＣＵ５８は再び新たにプロセスフロー３００を実行する。

当業において既知の閉ループ制御方策によりシフティング中にエンジン速度制御を達成することが可能であり、それによって制御変数はエンジン速度であり、そして参照変数はシフティング中に本発明の種々の上記実施形態によって決定される所要のエンジン速度である。さらに、実際のエンジン速度を所要のエンジン速度に至らしめるための所望の閉ループ制御方策が車両のエンジンの形式に基づいて選択することができる。例えば、火花点火エンジンの速度は一般に空気スロットルにより制御されるのに対し、ディーゼルエンジンの速度は燃料供給比によって制御される。

図６は、図３〜５に図示された方法が同じく適用可能なフルタイム四輪駆動において典型的なドライブトレインシステム６００を図示している。ドライブトレインシステム６００は、出力シャフト２３を備えるエンジン２２を含む。クラッチアセンブリ２６はエンジントルクを、フルタイムトランスファーケース３９にトルクを供給するトランスミッション出力シャフト３８を有する５速マニュアルトランスミッション３６を駆動するトランスミッション入力シャフト３５に選択的に伝達する。遊星ギヤセット４１は運転者がシフターを通じて低伝達比と高伝達比のどちらかを選択することを可能にする。センターディファレンシャル４２がトルクをリアドライブシャフト４５とフロントドライブシャフト５１を駆動するチェーンドライブ４３との間で配分し、リアドライブシャフト４５とフロントドライブシャフト５１との間の速度差を考慮する。リアドライブシャフト４５は、ピニオンギヤ４７、リングギヤ４８およびディファレンシャル４９を有するリアディファレンシャルアセンブリ４６を駆動する。ディファレンシャル４９は、利用可能なトルクを配分し、車両の後輪を駆動する２本のハーフシャフト５０間の速度差を考慮する。フロントドライブシャフト５１はトルクをフロントアクスルディファレンシャルアセンブリ５３に供給し、後者は利用可能なトルクを配分し、前輪を駆動する右フロントハーフシャフト５４および左フロントハーフシャフト５５間の速度差を考慮する。図２におけるドライブトレインシステム２００と同様に、ＥＣＵ５８はエンジン２２の速度を制御するために既知の方法を使用する。ＥＣＵ５８は、当業において一般に使用されるセンサによって、エンジン出力シャフト２３でのエンジン速度、センターディファレンシャル４２での車両速度、遊星ギヤセット４１での伝達比選択、５９におけるスロットル位置およびクラッチマスターシリンダー６０のクラッチ位置を感知する。

再度、トランスミッション入力速度（エンジン速度）とトランスミッション出力速度との比をｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４およびｒ_５と指定する。遊星ギヤセット４１は低伝達比ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}および高伝達比ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}を形成する。それゆえ、ドライブトレインの全速度比および対応する呼称は以下の通りである。
ｒ_１Ｌｆ＝ｒ_１＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ} １Ｌ
ｒ_２Ｌｆ＝ｒ_２＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ} ２Ｌ
ｒ_３Ｌｆ＝ｒ_３＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ} ３Ｌ
ｒ_４Ｌｆ＝ｒ_４＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ} ４Ｌ
ｒ_５Ｌｆ＝ｒ_５＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ} ５Ｌ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_１＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ} １Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_２＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ} ２Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_３＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ} ３Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_４＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ} ４Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_５＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ} ５Ｈ

低伝達比が選択された時に、運転者に指示するために、例えば車両ダッシュボードのインジケータライトを点灯するために、センサが一般に設けられている。ＥＣＵ５８は、このセンサの出力を使用して、観測速度比との比較のためにドライブトレイン速度比の適切な集合を選定する。例えば、低レンジが選択されていることをセンサが指示した場合、ＥＣＵは観測速度比を１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、４Ｌおよび５Ｌの既知の速度比と比較するであろう。代替実施形態では、伝達比選択のいかなる指示も提示されない。伝達比および選択されたトランスミッション比の両方とも、車両速度とエンジン速度との比から決定される。この代替実施形態において、ＥＣＵは観測速度比を全部の１０個の既知のドライブトレイン比と比較する。

本発明の１実施形態によれば、シフトアップ回転数調和のための２つの別個の最小速度要求条件は、現在のギヤｘが１Ｌまたは１Ｈであると決定されるかどうかに依存して設定されるはずである。ＥＣＵ５８は、車両が動いている間にクラッチでなされたシフトがトランスミッションギヤチェンジを伴うにすぎないと推論する。従って、たとえ５Ｌより高い、または１Ｈより低いトランスミッション比および伝達比の組合せが存在するとしても、５Ｌからのシフトアップも１Ｈからのシフトダウンも認識されない。しかし、運転者はクラッチを用いずに、それゆえ図３〜５に図示されたプロセスフローのいずれの所要の実行も伴わず、伝達比をシフトすることができる。従って、プロセスフローは、新しいドライブトレイン速度比およびトランスファーケースからの信号を組み込み、当該プロセスフローの前述の検討に矛盾しない様態での実行のために相応に、選択されたギヤの決定を更新するように動作可能である。

図７は、図３〜５に図示されたプロセスフローが同様に適用可能なパートタイム４輪駆動における典型的なドライブトレインシステム７００を図示している。ドライブトレインシステム７００は、出力シャフト２３を備えるエンジン２２を含む。クラッチアセンブリ２６は、エンジントルクを、パートタイムトランスファーケース４０にトルクを供給するトランスミッション出力シャフト３８を有する５速マニュアルトランスミッション３６を駆動するトランスミッション入力シャフト３５に選択的に伝達する。遊星ギヤセット４１は運転者がシフターを通じて低伝達比と高伝達比のどちらかを選択することを可能にする。チェーンドライブ４３は、運転者からのシフター入力によりフロントドライブシャフト５１と選択的に係合するかみあいクラッチ４４にトルクを供給する。フロントおよびリアドライブシャフト間の速度差のための考慮がまったく存在しないので、車両は乾いた舗道を２輪駆動モードで、すなわちかみあいクラッチ４４が分離した状態で動作するはずである。リアドライブシャフト４５は、ピニオンギヤ４７、リングギヤ４８およびディファレンシャル４９を有するリアディファレンシャルアセンブリ４６を駆動する。ディファレンシャル４９は、利用可能なトルクを配分し、車両の後輪を駆動する２本のハーフシャフト５０間の速度差を考慮する。フロントドライブシャフト５１はトルクをフロントアクスルディファレンシャルアセンブリ５３に供給し、後者は利用可能なトルクを配分し、前輪を駆動する右フロントハーフシャフト５４および左フロントハーフシャフト５５間の速度差を考慮する。前述の通り、ＥＣＵ５８はエンジン２２の速度を制御するためにいずれかの既知の方法を使用することができる。やはり、ＥＣＵ５８は、当業において利用可能な了解される典型的なセンサにより、エンジン出力シャフト２３でのエンジン速度、リアディファレンシャル４９での車両速度、遊星ギヤセット４１での伝達比選択、５９におけるスロットル位置およびクラッチマスターシリンダー６０のクラッチ位置を感知する。

トランスミッション入力速度（エンジン速度）とトランスミッション出力速度との比をｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４およびｒ_５と指定する。遊星ギヤセット４１は、低伝達比ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}および高伝達比ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}を形成する。リングギヤ４８およびピニオンギヤ４７はファイナルドライブ比ｒ_ｆを形成する。それゆえ、ドライブトレインの全速度比および対応する呼称は以下の通りである。
ｒ_１Ｌｆ＝ｒ_１＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}＊ｒ_ｆ １Ｌ
ｒ_２Ｌｆ＝ｒ_２＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}＊ｒ_ｆ ２Ｌ
ｒ_３Ｌｆ＝ｒ_３＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}＊ｒ_ｆ ３Ｌ
ｒ_４Ｌｆ＝ｒ_４＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}＊ｒ_ｆ ４Ｌ
ｒ_５Ｌｆ＝ｒ_５＊ｒ_{ｔ，ｌｏｗ}＊ｒ_ｆ ５Ｌ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_１＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}＊ｒ_ｆ １Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_２＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}＊ｒ_ｆ ２Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_３＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}＊ｒ_ｆ ３Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_４＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}＊ｒ_ｆ ４Ｈ
ｒ_１Ｈｆ＝ｒ_５＊ｒ_{ｔ，ｈｉｇｈ}＊ｒ_ｆ ５Ｈ

代替実施形態において、車両速度は、ディファレンシャル４９の代わりにリアドライブシャフト４５で感知される。ドライブトレインの全速度比は、各比について要求されたｒ_ｆ項がないこと以外上記と同じである。

低伝達比が選択された時に、例えば車両ダッシュボードのインジケータライトを点灯することによって、運転者に指示するために、センサが一般に設けられている。ＥＣＵ５８は、このセンサの出力を使用して、観測速度比との比較のためにドライブトレイン速度比の適切な集合を選定する。やはり、シフトアップ回転数調和のための２つの別個の最小速度要求条件は、現在のギヤｘが１Ｌまたは１Ｈであると決定されるかどうかに依存して設定されるはずである。ＥＣＵ５８は、車両が動いている間にクラッチでなされたシフトがトランスミッションギヤチェンジを伴うにすぎないと推論する。従って、たとえ５Ｌより高い、または１Ｈより低いトランスミッション比および伝達比の組合せが存在するとしても、５Ｌからのシフトアップも１Ｈからのシフトダウンも認識されない。しかし、運転者はクラッチを用いずに、従って図３〜５に図示されたプロセスフローへのいかなる変更も伴わず、伝達比をシフトすることができる。従って、プロセスフローは、新しいドライブトレイン速度比およびトランスファーケースからの信号を組み込み、当該プロセスフローの前述の説明に矛盾しない様態での実行のために相応に、選択されたギヤの決定を更新するように動作可能である。

図８は、図３〜５に図示されたプロセスフローが同様に適用可能なオートバイドライブトレインシステム８００を図示している。ドライブトレインシステム８００は、クラッチアセンブリ２６を駆動するシャフト２５を転じて駆動するプライマリドライブ２４を駆動する出力シャフト２３を備えるエンジン２２を含む。入力シャフト３５は、後輪ハブ５７を駆動するファイナルドライブ５６を駆動する出力シャフト３８を有する多速度マニュアルトランスミッション３６を駆動する。前述の通り、ＥＣＵ５８はエンジン２２の速度を制御するためにいずれかの既知の方法を使用することができる。ＥＣＵ５８は、当業において利用可能な了解される典型的なセンサにより、エンジン出力シャフト２３でのエンジン速度、後輪ハブ５７での車両速度、５９におけるスロットル位置およびクラッチマスターシリンダー６０のクラッチ位置を感知する。

トランスミッション入力速度（エンジン速度）とトランスミッション出力速度との比をｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４およびｒ_５と指定する。プライマリドライブ２４は、プライマリドライブ比ｒ_ｐを形成する、２個のスプロケットを連結するチェーンを含む。ファイナルドライブ５６は、ファイナルドライブ比ｒ_ｆを形成する、２個のスプロケットを連結するチェーンを含む。それゆえ、ドライブトレインの適用可能な速度比および対応する呼称は以下の通りである。
ｒ_ｐ＊ｒ_１＊ｒ_ｆ １速
ｒ_ｐ＊ｒ_２＊ｒ_ｆ ２速
ｒ_ｐ＊ｒ_３＊ｒ_ｆ ３速
ｒ_ｐ＊ｒ_４＊ｒ_ｆ ４速
ｒ_ｐ＊ｒ_５＊ｒ_ｆ ５速

代替実施形態において、車両速度は、後輪ハブ５７の代わりにトランスミッション出力シャフト３８で感知される。ドライブトレインの全速度比は、各比について要求されたｒ_ｆ項がないこと以外上記と同じである。

オートバイは一般にシーケンシャルギヤセレクタ機構を装備しており、それは２段ギヤシフトダウンの選択肢を可能にせずニュートラル位置を持たないので、ダブルクラッチシフトダウンを不可能にする。一部の車はシーケンシャルトランスミッションを同様に装備している。シーケンシャルトランスミッションを備える車両の場合、ＥＣＵ５８は、クラッチ分離後のスロットル位置がクラッチ分離前のスロットル位置に等しいかそれより大きい場合、１段ギヤシフトダウンを推論する。従って、図３〜５に図示されたプロセスフローはまた、いずれかの２段ギヤシフトダウンのための、またはいずれかのダブルクラッチシフトダウンのための付加的な手順を伴うことなく、ここに適用可能である。

車、トラックおよびオートバイのための他の利用可能なドライブトレインシステムが存在する。例えば、前輪駆動車は、トランスミッションおよびディファレンシャルアセンブリをトランスアクスルとして知られる１つのユニットに組合せている。別のシステム選択肢はトランスミッションギヤの数である。本発明の各種実施形態を説明するためにここに提示された例は、トランスミッションが５つの速度を有することを前提としている。しかし、そのような実施形態が異なる数のギヤ比を備えるトランスミッションに同様に適用可能であることを理解しなければならない。さらに、ここで例証した通り、２段ギヤシフトダウンは４速以上の高いギヤから可能とされている。しかし、そのようなシフトダウンは３速ギヤからも同じく可能であるかもしれない。

要約すれば図３〜５に図示されたプロセスフローは、適用可能ドライブトレイン速度比についての対応する計算および、ひいては、各々のドライブトレインシステムについてのシフティング中の所要のエンジン速度の決定とともに、全部のドライブトレインシステムに適用可能である。

ここに説明し例示したことは、それらの変種のいくつかとともに実施形態である。ここで使用した用語、記述および図は、例証としてのみ述べられており、限定として意味しない。当業者は、全部の用語が別段に指示されていない限りそれらの最も幅広い合理的な意味で言われている以下の請求の範囲（およびそれらの等価物）によって定義されるように意図されている、その内容の精神および範囲内で多くの変種が可能であることを認識するであろう。

本発明の各種実施形態が適用可能であるモータビークルの典型的なクラッチアセンブリを図示している。 本発明の各種実施形態が適用可能であるモータビークルの典型的な全輪駆動ドライブトレインシステムを図示している。 本発明の実施形態に従ったエンジン速度を車両速度に調和させるためのプロセスフローを図示している。 本発明の実施形態に従ったエンジン速度を車両速度に調和させるためのプロセスフローを図示している。 本発明の実施形態に従ったエンジン速度を車両速度に調和させるための付加的なプロセスフローを図示している。 本発明の実施形態に従ったエンジン速度を車両速度に調和させるためのさらに付加的なプロセスフローを図示している。 本発明の各種実施形態が適用可能であるフルタイム４輪駆動車両の典型的なドライブトレインシステムを図示している。 本発明の各種実施形態が適用可能であるパートタイム４輪駆動車両の典型的なドライブトレインシステムを図示している。 本発明の各種実施形態が適用可能である典型的なオートバイのドライブトレインシステムを図示している。

符号の説明

２２ エンジン
２３ エンジン出力シャフト
２４ プライマリドライブ
２５ シャフト
２６ クラッチアセンブリ
２７ フライホイール
２８ クラッチカバー
２９ クラッチプレート
３０ プレッシャープレート
３１ ガイドピン
３２ ダイアフラムスプリング
３３ クラッチ切断機構ベアリング
３４ スレーブシリンダー
３５ トランスミッション入力シャフト
３６ マニュアルトランスミッション
３７ ５速マニュアルトランスミッション
３８ トランスミッション出力シャフト
３９ フルタイムトランスファーケース
４０ パートタイムトランスファーケース
４１ 遊星ギヤセット
４２ センターディファレンシャル
４３ チェーンドライブ
４４ かみあいクラッチ
４５ リアドライブシャフト
４６ リアディファレンシャルアセンブリ
４７ ピニオンギヤ
４８ リングギヤ
４９ ディファレンシャル
５０ リアハーフシャフト
５１ フロントドライブシャフト
５２ 全輪駆動クラッチ
５３ フロントディファレンシャルアセンブリ
５４ 右フロントハーフシャフト
５５ 左フロントハーフシャフト
５６ ファイナルドライブ
５７ 後輪ハブ
５８ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
５９ スロットル位置センサ
６０ クラッチ位置センサ
６０ クラッチマスターシリンダー
２００、６００、７００、８００ ドライブトレインシステム

Claims (20)

1. ドライブトレインシステムを有する車両の運転を制御する方法であって、ドライブトレインシステムは、エンジン、エンジンの速度を検出するエンジン速度センサ、マニュアルトランスミッション、エンジンおよびマニュアルトランスミッションと結合されたクラッチ、クラッチの係合または分離を検出するクラッチセンサ、車両の速度を検出するために車両と結合された車両速度センサ、スロットル入力、およびスロットル入力のスロットル位置を検出するスロットルセンサを含んでおり、方法は、
   （ａ）クラッチセンサからクラッチの第１の係合を検出するステップと、
   （ｂ）クラッチが第１の係合にある状態で車両速度センサにより車両の第１の速度を検出するステップと、
   （ｃ）クラッチが第１の係合にある状態でエンジン速度センサによりエンジンの第１のエンジン速度を検出するステップと、
   （ｄ）少なくとも第１の車両速度および第１のエンジン速度に基づきマニュアルトランスミッションの選択されたトランスミッションギヤを決定するステップと、
   （ｅ）クラッチが第１の係合にある状態でスロットルセンサによりスロットル入力の第１のスロットル位置を検出し記憶するステップと、
   （ｆ）第１の係合に続きクラッチセンサによりクラッチの第１の分離を検出するステップと、
   （ｇ）クラッチが第１の分離にある状態でスロットルセンサによりスロットル入力の第２のスロットル位置を検出し記憶するステップと、
   （ｈ）クラッチが第１の分離にある状態で車両速度センサにより車両の第２の速度を検出するステップと、
   （ｉ）少なくとも第１のスロットル位置、第２のスロットル位置、および選択されたトランスミッションギヤに基づきマニュアルトランスミッションの次の意図されたトランスミッションギヤを決定するステップと、
   （ｊ）次の意図されたトランスミッションギヤおよび第２の車両速度に基づきエンジンのエンジン速度について所要の値を決定するステップと、
   （ｋ）所要の値を達成するためにエンジン速度を自動的に調整するステップと、
   （１）第１の分離に続きクラッチが第２の係合において再係合しているかどうかをクラッチセンサにより検出するステップと、
   （ｍ）クラッチが第２の係合にあるという検出に際し方法をステップａから繰り返すステップとを含む、方法。
2. クラッチが第２の係合にあるという検出に際し方法をステップａから繰り返すステップの前に、方法は、
   （ｎ）所定の時間後に、クラッチが第２の係合のままであるか、または第２の係合に続き第２の分離にあるどうかをクラッチセンサによりさらに検出するステップをさらに含む、請求項１の方法。
3. クラッチが所定の時間後に第２の係合のままであるというさらなる検出に際して、方法をステップａから繰り返すステップを続行するステップをさらに含む、請求項２の方法。
4. クラッチが第２の分離にあるというさらなる検出に際して、方法をステップｊから繰り返すステップをさらに含む、請求項２の方法。
5. クラッチが第２の係合にある状態で車両速度センサにより車両の第３の速度を検出するステップと、
   クラッチが第２の係合にある状態でエンジン速度センサによりエンジンの第２のエンジン速度を検出するステップと、
   第２のエンジン速度が所定の許容差および積の合計よりも大きいかどうかを決定するステップとをさらに含み、積は、第３の車両速度と選択されたトランスミッションギヤの隣り合う低いトランスミッションギヤのドライブトレイン速度比との積である、請求項２の方法。
6. 第２のエンジン速度が合計よりも大きいという決定に際し、選択されたトランスミッションギヤよりも２段低い次のトランスミッションギヤを決定し、方法におけるステップ（ｎ）を続行するステップをさらに含む、請求項５の方法。
7. 第２のエンジン速度が合計以下であるという決定に際し、方法におけるステップｎを続行するステップをさらに含む、請求項５の方法。
8. 選択されたトランスミッションギヤを決定するステップｄは、
   第１のエンジン速度と第１の車両速度との観測ドライブトレイン速度比を決定するステップと、
   マニュアルトランスミッションにおける複数の利用可能なトランスミッションギヤ各々１つのドライブトレイン速度比を計算するステップと、
   所定の許容差の範囲内で調和を求めるために観測ドライブトレイン速度比を計算されたドライブトレイン速度比と比較するステップと、
   調和に基づき選択されたトランスミッションギヤを決定するステップとを含む、請求項１の方法。
9. 第２のスロットル位置を検出し記憶するステップｇは、
   クラッチの第１の分離の検出に続き所定の時限後に第２のスロットル位置を検出し記憶するステップを含む、請求項１の方法。
10. 次の意図されたトランスミッションギヤを決定するステップｉは、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置未満であり、第１の車両速度がシフトアップのための所定の最小速度よりも大きく、そして選択されたトランスミッションギヤがマニュアルトランスミッションにおける可能な最も高いトランスミッションギヤ未満である時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤの次の高いトランスミッションギヤであると設定するステップと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置にほぼ等しいかそれより大きく、選択されたトランスミッションギヤがマニュアルトランスミッションにおいて可能な最も低いトランスミッションギヤから次のより高いトランスミッションギヤであるか、または第２の次の高いトランスミッションギヤである時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも１段低いものであると設定するステップと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置にほぼ等しいかそれより大きく、第２のスロットル位置がスロットル入力の最大可能スロットル位置の５０％未満であり、選択されたトランスミッションギヤが可能な最も低いトランスミッションギヤよりも少なくとも３段高い時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも１段低いものであると設定するステップと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置よりも大きく、第２のスロットル位置がスロットル入力の最大可能スロットル位置の５０％よりも大きく、選択されたギヤが可能な最も低いトランスミッションギヤよりも少なくとも３段高い時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも２段低いものであると設定するステップとを含む、請求項１の方法。
11. ドライブトレインシステムを有する車両の運転を制御するためのプログラムコードが符号化されているコンピュータ可読媒体であって、ドライブトレインシステムは、エンジン、エンジンの速度を検出するエンジン速度センサ、マニュアルトランスミッション、エンジンおよびマニュアルトランスミッションと結合されたクラッチ、クラッチの係合または分離を検出するクラッチセンサ、車両の速度を検出するために車両と結合された車両速度センサ、スロットル入力、およびスロットル入力のスロットル位置を検出するスロットルセンサを含んでおり、プログラムコードは、
    （ａ）クラッチセンサからクラッチの第１の係合を検出するためのプログラムコードと、
    （ｂ）クラッチが第１の係合にある状態で車両速度センサにより車両の第１の速度を検出するためのプログラムコードと、
    （ｃ）クラッチが第１の係合にある状態でエンジン速度センサによりエンジンの第１のエンジン速度を検出するためのプログラムコードと、
    （ｄ）少なくとも第１の車両速度および第１のエンジン速度に基づきマニュアルトランスミッションの選択されたトランスミッションギヤを決定するためのプログラムコードと、
    （ｅ）クラッチが第１の係合にある状態でスロットルセンサによりスロットル入力の第１のスロットル位置を検出し記憶するためのプログラムコードと、
    （ｆ）第１の係合に続きクラッチセンサによりクラッチの第１の分離を検出するためのプログラムコードと、
    （ｇ）クラッチが第１の分離にある状態でスロットルセンサによりスロットル入力の第２のスロットル位置を検出し記憶するためのプログラムコードと、
    （ｈ）クラッチが第１の分離にある状態で車両速度センサにより車両の第２の速度を検出するためのプログラムコードと、
    （ｉ）少なくとも第１のスロットル位置、第２のスロットル位置、および選択されたトランスミッションギヤに基づきマニュアルトランスミッションの次の意図されたトランスミッションギヤを決定するためのプログラムコードと、
    （ｊ）次の意図されたトランスミッションギヤおよび第２の車両速度に基づきエンジンのエンジン速度について所要の値を決定するためのプログラムコードと、
    （ｋ）所要の値を達成するためにエンジン速度を自動的に調整するためのプログラムコードと、
    （１）第１の分離に続きクラッチが第２の係合において再係合しているかどうかをクラッチセンサにより検出するためのプログラムコードと、
    （ｍ）クラッチが第２の係合にあるという検出に際し（ａ）のプログラムコードに行くためのプログラムコードとを含む、コンピュータ可読媒体。
12. （ｎ）クラッチが第２の係合にあるという検出に際し（ａ）から始まるプログラムコードを繰り返すプログラムコードの実行前に、所定の時間後に、クラッチが第２の係合のままであるか、または第２の係合に続き第２の分離にあるどうかをクラッチセンサによりさらに検出するプログラムコードをさらに含む、請求項１１のコンピュータ可読媒体。
13. クラッチが所定の時間後に第２の係合のままであるというさらなる検出に際して、（ａ）のプログラムコードに行くためのプログラムコードをさらに含む、請求項１２のコンピュータ可読媒体。
14. クラッチが第２の分離にあるというさらなる検出に際して、（ｊ）のプログラムコードに行くためのプログラムコードをさらに含む、請求項１２のコンピュータ可読媒体。
15. クラッチが第２の係合にある状態で車両速度センサにより車両の第３の速度を検出するためのプログラムコードと、
    クラッチが第２の係合にある状態でエンジン速度センサによりエンジンの第２のエンジン速度を検出するためのプログラムコードと、
    第２のエンジン速度が所定の許容差および積の合計よりも大きいかどうかを決定するためのプログラムコードとをさらに含み、積は、第３の車両速度と選択されたトランスミッションギヤの隣り合う低いトランスミッションギヤのドライブトレイン速度比との積である、請求項１２のコンピュータ可読媒体。
16. 第２のエンジン速度が合計よりも大きいという決定に際し、選択されたトランスミッションギヤよりも２段低い次のトランスミッションギヤを決定し、方法におけるステップ（ｎ）を続行するためのプログラムコードをさらに含む、請求項１５のコンピュータ可読媒体。
17. 第２のエンジン速度が合計以下であるという決定に際し、方法におけるステップ（ｎ）を続行するためのプログラムコードをさらに含む、請求項１５のコンピュータ可読媒体。
18. 選択されたトランスミッションギヤを決定するためのプログラムコードは、
    第１のエンジン速度と第１の車両速度との観測ドライブトレイン速度比を決定するためのプログラムコードと、
    マニュアルトランスミッションにおける複数の利用可能なトランスミッションギヤ各々１つのドライブトレイン速度比を計算するためのプログラムコードと、
    所定の許容差の範囲内で調和を求めるために観測ドライブトレイン速度比を計算されたドライブトレイン速度比と比較するためのプログラムコードと、
    調和に基づき選択されたトランスミッションギヤを決定するためのプログラムコードとを含む、請求項１１のコンピュータ可読媒体。
19. 第２のスロットル位置を検出し記憶するためのプログラムコードは、
    クラッチの第１の分離の検出に続き所定の時限後に第２のスロットル位置を検出し記憶するためのプログラムコードを含む、請求項１１のコンピュータ可読媒体。
20. 次の意図されたトランスミッションギヤを決定するためのプログラムコードは、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置未満であり、第１の車両速度がシフトアップのための所定の最小速度よりも大きく、そして選択されたトランスミッションギヤがマニュアルトランスミッションにおける可能な最も高いトランスミッションギヤ未満である時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤの次の高いトランスミッションギヤであると設定するためのプログラムコードと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置にほぼ等しいかそれより大きく、選択されたトランスミッションギヤがマニュアルトランスミッションにおいて可能な最も低いトランスミッションギヤから次のより高いトランスミッションギヤであるか、または第２の次のより高いトランスミッションギヤである時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも１段低いものであると設定するためのプログラムコードと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置にほぼ等しいかそれより大きく、第２のスロットル位置がスロットル入力の最大可能スロットル位置の５０％未満であり、選択されたトランスミッションギヤが可能な最も低いトランスミッションギヤよりも少なくとも３段高い時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも１段低いものであると設定するためのプログラムコードと、
    第２のスロットル位置が第１のスロットル位置よりも大きく、第２のスロットル位置がスロットル入力の最大可能スロットル位置の５０％よりも大きく、選択されたギヤが可能な最も低いトランスミッションギヤよりも少なくとも３段高い時に、次の意図されたトランスミッションギヤを選択されたトランスミッションギヤよりも２段低いものであると設定するためのプログラムコードとを含む、請求項１１のコンピュータ可読媒体。

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