JP2010032044A - 自動化トランスミッションでパワーテークオフを連結及び切断するための方法及びアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】パワーテークオフ（ＰＴＯ）の連結／切断の要求に従って所定の条件の満足を検査し、所定の条件が満たされているときは、パワーテークオフの連結／切断のためにアクチュエータ（４）を作動させ、その際アクチュエータはＰＴＯの連結／切断のためにトランスミッションコントローラ（２）によって制御される、車両の自動化トランスミッションにおいて、ＰＴＯの連結／切断を極めて簡単に実現する方法／アセンブリを提供する。
【解決手段】トランスミッションコントローラ（２）を、ＰＴＯの操作要素（１）及びＰＴＯのアクチュエータ（４）に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は車両の自動化トランスミッションでパワーテークオフを連結及び切断するための、請求項１又は６の上位概念（「おいて」書き）で詳しく定義した種類の方法に関する。また本発明は車両の自動化トランスミッションでパワーテークオフ（以下、本明細書においては「ＰＴＯ」と略称する。）の連結及び／又は切断操作を制御するための、請求項１３の上位概念（「おいて」書き）で詳しく定義した種類のアセンブリに関する。

自動化マニュアルトランスミッションでＰＴＯを必要に応じて連結又は切断することは、車両技術で周知である。自動化マニュアルトランスミッションは電気機械式クラッチ制御、電気機械式トランスミッション制御及びバス系統を経て内燃機関の電子制御装置に接続する電子制御装置を包含することができる。しかしクラッチ及びトランスミッションの他の制御方式も考えられる。例えば油圧式又は機械式の装置、例えば昇降台、ウオーターポンプ等を操作するために、ＰＴＯの接続を行うことが可能である。

例えば車両のＰＴＯの連結のための方法及びアセンブリが刊行物ＤＥ１０２００４０２７２９４Ａ１（特許文献１）により公知である。公知の方法ではまずＰＴＯへの連結が要求され、ＰＴＯへの連結のための所定の条件が満たされているか否かが検査される。所定の条件がすべて満たされていれば、ＰＴＯへの連結操作が許可される。所定の条件の少なくとも１つが満たされていなければ、連結操作は拒否される。ところが引き続き連結を要求した後、ＰＴＯの連結操作を行うための少なくとも１つの条件が満たされているか否かを決定できなくても、連結操作が許可されることがあり得る。周知のアセンブリは、ＰＴＯの連結を希望したときに、運転者が操作することができる連結ボタンを備えている。連結ボタンはコントロールユニットに接続され、コントロールユニットは上記の条件に応じてＰＴＯの連結の制御を行うことができる。

さらに車両のトランスミッションでＰＴＯを連結・切断するためのシステムが刊行物ＥＰ１６７２２３６Ａ１により公知である。システムは、運転者がＰＴＯの連結又は切断を希望するときに操作することができる操作要素を含む。またＰＴＯの状態に関する情報を運転者に知らせるために、コントロールパネルが設けられている。操作要素はコントローラに接続されているから、コントローラはＰＴＯの制御を行うことができる。さらにＰＴＯのアクチュエータが設けられ、ＰＴＯと車両のドライブトレインを連結するために、アクチュエータがクラッチ機構を操作する。アクチュエータの制御のために、アクチュエータはＰＴＯのコントローラに接続されている。

ＰＴＯの連結又は切断のための所定の条件を照会するために、ＰＴＯのコントローラが中央トランスミッションコントローラに接続されていることがさらに必要である。トランスミッションコントローラはドライブトレインの様々な状態を包含しており、この状態をＰＴＯの連結の前に条件として照会しなければならないからである。

公知のシステムは一方の操作要素と他方のＰＴＯのアクチュエータとの間に手数のかかる複雑な構造のコミュニケーション経路を有する。またこのためトランスミッションでＰＴＯを連結又は切断するための手数のかかる方法が生じる。

独国特許出願公開ＤＥ１０２００４０２７２９４Ａ１

そこで本発明の根底にあるのは、ＰＴＯの連結又は切断を極めて簡単に実現する、車両のトランスミッションでＰＴＯを連結及び切断するための方法及びアセンブリを提案するという課題である。

この課題は、方法に関しては請求項１又は６の特徴によって、アセンブリに関しては請求項１３の特徴によって、解決される。その他の有利な実施態様がそれぞれの従属請求項及び図面により明かである。

本発明の根底にある課題は、ＰＴＯの連結の要求に従って所定の条件の満足を検査し、所定の条件が満たされたときは、アクチュエータがＰＴＯの連結のために作動され、その際アクチュエータはＰＴＯの連結のためにトランスミッションコントローラによって制御される、ＰＴＯの連結方法によって解決される。こうして本発明に基づく方法によってトランスミッションコントローラから簡素化されたコミュニケーション構造を経て行われるＰＴＯの確実な連結を実現することができる。

例えば所定の条件が満たされているときは、トランスミッションコントローラによりトランスミッションのクラッチを切断することができる。条件として例えばクラッチの状態、トランスミッションシャフト、特にカウンタシャフトの状態、トランスミッションの一般状態等が考えられる。クラッチを切断した後、あるギヤを非同期にすることによって、まだ回転しているトランスミッションシャフト又はカウンタシャフトが制動される。次にトランスミッションコントローラは、ＰＴＯのアクチュエータが所定に位置に到達し、ＰＴＯが連結されたとみなされるまで、アクチュエータを制御することができる。ＰＴＯのアクチュエータの時間依存性制御を使用することも可能である。

これに最も近い発明の実施態様によれば、アクチュエータが所定の期間の後に連結に相当する所定の位置又は所定の距離に到達していなければ、例えばドライブトレインとＰＴＯの間でかみ合いクラッチ等の歯の山と山が向き合う位置を解消するために、クラッチを短時間締結してトランスミッションシャフトを回転し、歯の山と山の向き合い位置が取り除かれるようにすることができる。その上でＰＴＯの連結を再び試みることができる。再度の試行でもＰＴＯの連結が不可能であれば、例えばトランスミッションコントローラが運転者に誤りメッセージを示すことができる。例えば数回の無効な試行の後に、トランスミッションコントローラはＰＴＯの以後の連結の試みをブロックすることができる。

また本発明の根底にある課題は、車両の自動化トランスミッションでＰＴＯを切断するための方法によっても解決される。その場合、ＰＴＯの切断のために同じくアクチュエータがトランスミッションコントローラによって制御される。本発明に基づく前述のＰＴＯの連結方法とここで説明する切断方法を組み合わせることが可能である。

別の構成によれば提案の切断方法においても、とりわけ引用文献でも使用され、本願の開示内容に明確に含まれる所定の条件が満たされたときは、トランスミッションのクラッチがトランスミッションコントローラによって切断されるようにすることができる。その上でトランスミッションコントローラは、ＰＴＯのアクチュエータが所定の位置に到達し、ＰＴＯが切断されたとみなされるまで、アクチュエータを制御することができる。この場合も別の制御方式、例えば時間的制御等が考えられる。

連結方法の場合と同じく切断方法でも、所定の期間の後にアクチュエータが切断に相当する所定の位置又は所定の距離に到達しないときは、コントローラが再びＰＴＯの切断を試みるようにすることができる。

再度の試行の後もＰＴＯの切断が再び不可能なときは、運転者に誤りメッセージが示され、系を元の状態にリセットすることができる。数回の無効な切断の試みの後に、トランスミッションコントローラは以後の試行をブロックすることができる。

特に有利な実施態様によれば、連結又は切断方法のいずれが行われるかにかかわりなく、アクチュエータの現在の位置又は現在の距離が位置又は距離検出によって確定されるようにすることができる。この確定された位置又は距離をトランスミッションコントローラに連続的に伝送することができるから、トランスミッションコントローラによってＰＴＯのアクチュエータの最適な制御が可能になり、その他の制御装置は不要である。

また本発明の根底にある課題は、車両の自動化トランスミッションでのＰＴＯの連結及び／又は切断操作を、クラッチアクチュエータ及びＰＴＯの操作要素と連結された制御装置により制御するためのアセンブリによって解決される。その場合、ＰＴＯの連結及び／又は切断のためにＰＴＯのアクチュエータが設けられ、本発明に基づきトランスミッションコントローラがＰＴＯの操作要素及びＰＴＯのアクチュエータに接続されている。

こうして本発明に基づき提案されるアセンブリにより、ＰＴＯの連結又は切断のための確実な制御を任意のトランスミッションで既存のトランスミッションコントローラによって実現することができ、補助制御装置は必要でない。このことは必要なコミュニケーション構造を大幅に簡素化し、ＰＴＯの連結又は切断のための確実なシーケンスを意味する。

発明の好ましい実施態様によれば、ＰＴＯのアクチュエータはＰＴＯの連結及び／又は切断のためにクラッチを操作する電気モータ等及び電気モータの制御のためのリレー等を包含し、リレーは電源に接続されるようにすることができる。別の駆動方式を使用することもできる。クラッチとして例えばかみ合いクラッチ又は同様な結合要素を使用することができる。トランスミッションとＰＴＯの間の別の連結方式を使用することもできる。

アクチュエータの現在の位置又は現在の距離を位置検出等により検出して、制御のために使用することが好ましい。例えば位置検出装置として増分検出器、位置センサ等を使用することができる。

アセンブリにおいて、本発明の別の有利な構成によればＰＴＯの制御のためにトランスミッションコントローラがリレー及び／又は位置検出装置に接続されるようになっている。トランスミッションコントローラはバス系統を介して種々の部品、特にＰＴＯの操作要素に電子的に接続できることが好ましい。

提案の方法及び提案のアセンブリはとりわけ電気機械式クラッチ制御及び電気機械式トランスミッション制御を備えた自動化トランスミッションで使用することができる。方法及びアセンブリを他のトランスミッションで使用することも可能である。

本発明に基づき提案されたアセンブリは、同じく提案された方法の実行のために使用することが好ましい。しかし方法及びアセンブリの他の応用の可能性も考えられる。

次に図面に基づき本発明を詳述する。

自動化トランスミッションでＰＴＯを連結するための方法のフローチャート。 自動化トランスミッションでＰＴＯを切断するための方法のフローチャート。 ＰＴＯの連結及び／又は切断操作のための本発明に基づくアセンブリの可能な実施態様の概略図。

ＰＴＯ（パワーテークオフ）を連結し、かつドライブトレインとＰＴＯの間のクラッチを締結することによって、車両のエンジンの回転エネルギーをＰＴＯに伝達することが可能である。これは車両の停止時にトランスミッションの中立位置でＰＴＯを接続した後、直ちにクラッチを締結することによって行うことができ、次いで運転者はエンジン回転数を調整することが可能である。これは固定ＰＴＯと呼ばれる。

運転者がアクセルペダル又はエンジン回転数の調整のためのその他の装置を利用することによりクラッチを締結させるまで、クラッチを切っておくことも可能である。これは非固定ＰＴＯと呼ばれる。この操作もまたトランスミッションの中立位置で行うことができる。しかし例えば道路清掃機で必要なように、ＰＴＯを接続し、ギヤを入れて運転することも可能である。

図１に示すフローチャートは本発明に基づくＰＴＯ連結方法の一例を示す。ＰＴＯが切断されており、運転者がＰＴＯの連結の要求を出す方法段階で始まる。ＰＴＯの連結のための条件として、車両が停止しており、レンジセレクタがＮに、トランスミッションが中立位置にあり、さらにエンジンが作動していることが挙げられる。さらに関与するすべての構成部分又は部品は適正に機能しなければならない。またその他のエラーがあってはならない。

運転者がＰＴＯの操作のための操作要素１により命令「ＰＴＯを連結せよ」を設定した後、この命令はトランスミッションコントローラ２の例えばデジタル入力で受領される。もし条件が満たされていなければ、系は初期状態に戻り、エラー表示をディスプレイに表示することができる。上記の条件が満たされていれば、クラッチが切断されているか否かが検査され、切断されていなければ、クラッチが切断され、方法が新たに始るか、あるいは先行の方法段階の１つに戻る。しかし運転者自身はこのことに気づかない。

クラッチが切断されているならば、直ちにカウンタシャフト又はトランスミッションシャフトが停止しているか否かが検査される。停止していない場合は、カウンタシャフトが制動されて停止され、方法が新たに始まるか、又は先行の方法段階の１つに戻る。しかし運転者自身はこのことに気づかない。例えばトランスミッションコントローラが１速ギヤを短時間非同期にすることによって、カウンタシャフトを停止させることができる。

カウンタシャフト又はトランスミッションシャフトが停止しているときは、ＰＴＯのアクチュエータ４の電気モータ５に電圧を印加するために、トランスミッションコントローラ２がＰＴＯのアクチュエータ４のリレー３を制御する。同時に、アクチュエータ４の現在の位置又は現在の距離を検出して、制御の際に考慮するために、トランスミッションコントローラ２の測定システムによりアクチュエータ４の増分検出器６が評価される。アクチュエータ４が所定の距離又は所定の位置に到達したことがトランスミッションコントローラ２によって認識されると、ＰＴＯアクチュエータの制御が停止され、ＰＴＯは連結されたとみなされるかあるいはそれが報告される。

例えばかみ合いクラッチで歯の山と山の向き合い位置のため所定の距離に到達しないときは、所定の期間内で（「タイマーの期限は終了したか？」）クラッチを短時間締結することにより、こうした歯の山と山の向き合い位置を解消することができる。カウンタシャフト又はトランスミッションシャフトはクラッチの当たりとも呼ばれるクラッチの短時間の締結により回転させられるからである。歯の山と山の向き合い位置を解消した後、ＰＴＯの連結を再び試みることができる。ＰＴＯアクチュエータ４はリレー３により「ＯＮ（連結）方向」に制御され、タイマーがカウントする。

クラッチの短時間のかみ合いがすでに行われ、それでもＰＴＯの連結が不可能のときは、系は初期状態に戻ることができるか、又は先行の方法段階の１つに戻ることができ、例えばエラー表示を送出し、例えばディスプレイで点滅光により運転者に指示する。そこで運転者は操作要素１によりＰＴＯの連結要求を再び出すことができる。数回の無効な試行の後に、エラーが記録されて、以後の試行はもはや許可されないようにすることができる。

図２に、トランスミッションでＰＴＯを切断するための方法の可能なフローチャートを示す。方法は、連結されたＰＴＯにおいて、運転者側の命令「ＰＴＯを切断せよ」で始まる。トランスミッション又は電子装置の重大な故障がない限り、ＰＴＯの切断も車両の停止時にだけ許される。その場合トランスミッションは必ずしも中立位置でなくてよい。エンジンは必ずしも運転中でなくてよい。

運転者が出した命令をトランスミッションコントローラ２が受領した後、まずすべての条件が満たされているか否かが検査される。条件が満たされていなければ、手続きが新たに始まるか、又は先行の方法段階の１つに戻る。運転者はこのことに気づかない。条件が満たされていれば、クラッチが切断されているか否かが検査される。切断されていない場合は、クラッチが切断され、手続きが新たに始まるか、又は先行の方法段階の１つに戻る。運転者はこのことに気づかない。

次にトランスミッションコントローラ２はＰＴＯのアクチュエータ４をリレー３により制御し、増分検出器６によりアクチュエータの動程を監視することができる。所定の値に到達したならば、直ちにＰＴＯは切断されたとみなされる。連結方法と同様に、切断の場合も数回試行することができる。この場合も数回の切断の試みが可能な期間が指定される（「タイマーの期限は終了したか？」）。ＰＴＯアクチュエータ４はリレー３により「ＯＦＦ（切断）方向」に制御され、タイマーがカウントする。タイマーの期限が終了しているなら系は初期状態に戻り、例えばディスプレイでエラー表示を送出する。

例えばトランスミッションの重大な故障の場合に緊急運転に関連して、例えばクラッチの締結時や車両の走行中でも、運転者の命令なしでＰＴＯを切断できるようにすることもできる。

図３は車両の自動化トランスミッションでＰＴＯの連結及び／又は切断操作を制御するための本発明に基づくアセンブリの可能な実施態様の概略図を示す。

本発明に基づくアセンブリはＣＡＮバス７により複数の被制御部品と連結されたトランスミッションコントローラ２を備えている。例えばトランスミッションコントローラ２によってトランスミッションのクラッチの作動のためにクラッチアクチュエータ８を制御することができる。

本発明によれば、トランスミッションコントローラ２はＰＴＯのアクチュエータ４の作動又は制御にも使用できるようになっている。こうして補助制御装置を省略することができる。

そのためにトランスミッションコントローラ２と操作要素１を直接に又はＣＡＮバスを介して連結することができる。操作要素１は運転者の連結又は切断命令を発生し、トランスミッションコントローラ２に送るために使用される。トランスミッションコントローラ２が操作要素１から連結又は切断命令を受け取った後、当該の操作に対する所定の条件が満たされているか否かがトランスミッションコントローラ２によって検査される。これは極めて簡単に行うことができる。トランスミッションコントローラ２はこれらの必要な情報を持っているからである。

連結又は切断命令の実行を妨げるものがなければ、トランスミッションコントローラ２はＰＴＯのアクチュエータのリレー３に適当な信号を送ることができ、電源９に接続されたリレー３はこうしてＰＴＯのアクチュエータの電気モータ５に電圧を供給するから、ドライブトレインとＰＴＯの間の例えかみ合いクラッチとして形成された結合部を締結することができる。ＰＴＯ又は電気モータ５のアクチュエータ４の現在の距離又は現在の位置を例えば増分検出器６によって監視することができる。一方、増分検出器６はその信号をトランスミッションコントローラ２に送る。トランスミッションコントローラ２によるＰＴＯのアクチュエータ４の制御はかみ合いクラッチの現在の状態に応じて行うことができる。別の制御方式を使用することもできる。

１ 操作要素
２ トランスミッションコントローラ
３ リレー
４ ＰＴＯのアクチュエータ
５ 電気モータ
６ 増分検出器
７ ＣＡＮバス
８ クラッチアクチュエータ
９ 電源

Claims (18)

1. パワーテークオフの連結の要求に従って所定の条件の満足を検査し、所定の条件が満たされているときは、パワーテークオフの連結のためにアクチュエータ（４）を作動させる、車両の自動化トランスミッションでパワーテークオフを連結するための方法において、
   アクチュエータがトランスミッションコントローラ（２）によってパワーテークオフの連結のために制御されることを特徴とする方法。
2. 所定の条件が満たされているならば、トランスミッションのクラッチがトランスミッションコントローラ（２）によって切断され、１速ギヤを非同期にすることによって、回転するトランスミッションシャフトが制動され、次に、パワーテークオフのアクチュエータ（４）が、トランスミッションコントローラ（２）によって、アクチュエータ（４）が所定の位置に到達しパワーテークオフが連結されたとみなされるまで制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. アクチュエータが所定の期間の後に所定の位置に到達しないときは、クラッチを短時間締結することによりトランスミッションシャフトを回転させて、場合によって起こりうる歯の山と山が向き合う位置関係を解消し、その上でパワーテークオフの連結を再度試みることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 再度の試行の後もパワーテークオフの連結が再び不可能なときは、運転者にエラーメッセージが示され、元の状態にセットされることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. パワーテークオフの連結の数回の無効な試行の後は、以後の試行がトランスミッションコントローラ（２）によってもはや許可されないことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. パワーテークオフの切断の要求に従って所定の条件の満足を検査し、所定の条件が満たされているときは、パワーテークオフの切断のためにアクチュエータ（４）を作動させる、車両の自動化トランスミッションでパワーテークオフを切断するための、とりわけ請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法において、
   アクチュエータ（４）がトランスミッションコントローラ（２）によってパワーテークオフの切断のために制御されることを特徴とする方法。
7. 所定の条件が満たされているならば、トランスミッションのクラッチがトランスミッションコントローラ（２）によって切断され、次に、パワーテークオフのアクチュエータ（４）が、トランスミッションコントローラ（２）によって、アクチュエータ（４）が所定の位置に到達しパワーテークオフが切断されたとみなされるまで制御されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. アクチュエータ（４）が所定の期間の後に所定の位置に到達しなければ、パワーテークオフの切断が再び試みられることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 再度の試行の後もパワーテークオフの切断が再び不可能なときは、運転者にエラーメッセージが示され、元の状態がセットされることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. パワーテークオフの切断の数回の無効な試行の後に、以後の試行はトランスミッションコントローラ（２）によってもはや許可されないことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. アクチュエータ（４）の現在の位置が位置検出によって確定されることを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の方法。
12. アクチュエータ（４）の現在の位置がトランスミッションコントローラ（２）に連続的に伝送されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. パワーテークオフの連結及び／又は切断のためにパワーテークオフのアクチュエータ（４）が設けてあり、クラッチアクチュエータ及びパワーテークオフの操作要素（１）と連結されたトランスミッションコントローラ（２）によって車両の自動化トランスミッションでパワーテークオフの連結及び／又は切断操作を制御するための、とりわけ請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の方法の実施のためのアセンブリにおいて、
    トランスミッションコントローラ（２）がパワーテークオフの操作要素（１）及びパワーテークオフのアクチュエータ（４）に接続されていることを特徴とするアセンブリ。
14. パワーテークオフのアクチュエータ（４）が、パワーテークオフの連結及び／又は切断のためにクラッチを作動させる電気モータ（５）及び電源（９）に接続された、電気モータ（５）の制御のためのリレー（３）を包含することを特徴とする請求項１３に記載のアセンブリ。
15. アクチュエータ（４）の現在の位置が位置検出装置によって検出されることを特徴とする請求項１３または１４に記載のアセンブリ。
16. 位置検出装置として増分検出器が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のアセンブリ。
17. トランスミッションコントローラ（２）がパワーテークオフのアクチュエータ（４）の制御のためにリレー（３）及び／又は位置検出装置に接続されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載のアセンブリ。
18. トランスミッションコントローラ（２）がＣＡＮバスによりパワーテークオフの操作要素（１）に接続されていることを特徴とする請求項１３から１７のうちのいずれか一項に記載のアセンブリ。

Images