JP3390642B2 - 内燃エンジンの出力トルクを調整するための制御システム - Google Patents

内燃エンジンの出力トルクを調整するための制御システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、内燃エ
ンジン用電子制御システムに関し、更に特定すれば、エ
ンジン出力トルクを制御するためのこのようなシステム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子的に制御するようにしたスロットル
・システムを装備した自動車両(motorvehicle)では、駆
動動力(エンジン出力トルク)は、典型的に、命令した
スロットル位置(または、百分率)に部分的に基づいて
エンジン出力トルクを調整する、エンジン・トルク制御
アルゴリズムにしたがって制御を行う。このようなエン
ジントルク制御アルゴリズムを採用した場合、車両のド
ライブトレイン(drivetrain)におけるトルク制限を越え
るような動作状態を回避するように注意を払わなければ
ならない。このために、自動車両の変速機(transmissio
n)には、典型的に、公称入力トルク容量(nominal input
torque capacity)を関連付けてある。
【0003】ここで用いる場合、所与の変速機の「公称
入力トルク容量」という用語は、選択可能な変速機ギア
比の全てが安全に動作可能な最大入力トルク・レベル、
と定義することにする。それよりも高い入力トルク・レ
ベルでも安全に動作可能な、1つ以上の選択可能なギア
比もあり得るが、公称入力トルク容量は、最も低い値の
最大入力トルク容量を有する1つ以上のギア比に対応す
る。こうして、この最低値の最大入力トルク容量に変速
機の公称入力トルク容量を設定することにより、選択可
能なギア比各々について、安全な動作状態を保証する。
残りのドライブトレイン構成要素も、変速機の公称入力
トルク容量を満足するか、あるいはこれを超過する入力
トルク容量を有するように指定しなければならない。
【0004】典型的なエンジン・トルク制御アルゴリズ
ムは、例えば、エンジン速度、エンジン負荷、所望のス
ロットル百分率、および巡行制御ステータス(cruise co
ntrol status)を含む種々の車両およびエンジン動作状
態の関数である、実エンジン燃料供給率(EFR:engin
e fueling rate)を生成するように動作可能である。こ
こで、EFRは、ある動作条件の下では、変速機の公称
入力トルク容量による制限を受ける。エンジンに関連付
けてある燃料供給系は、そのEFRに応答して、それに
応じた燃料をエンジンに供給する。
【0005】全ての車両変速機は、ある公称入力トルク
容量を用いて設計してあるが、変速機の個々のギア比の
絶対容量は変動する可能性があるので、多くの場合1つ
以上の比には安全上のマージンをかなり有している。具
体的な例として、トルクは実際のギアの噛み合いを通じ
て伝達されるのではないので、直接駆動比(即ち、1:
1)の実際のトルク容量は、所与の変速機の公称入力ト
ルク容量を、かなりのマージンだけ超過するのが一般的
である。この概念は、リチャードソン外(Richardson e
t al.)が米国特許番号第5,186,081号におい
て認識したものである。
【0006】リチャードソン外は、エンジン出力トルク
と選択した変速機ギアの入力トルク制限との間の比較に
基づいて、過給ブースト圧力(supercharger boost pres
sure)を制限するエンジン制御システムを開示してお
り、この場合、各変速機ギアに対して別個の変速機入力
トルク制限を予め決めておき、メモリに格納する。リチ
ャードソン外は、こうして、単一の変速機入力トルク容
量定格に基づくエンジン制御技法を用いた場合に可能な
ものよりも、高いエンジン出力トルクを、所定の変速機
ギアにおいて得られるようにした。
【0007】しかしながら、リチャードソン外のシステ
ムでは、エンジン出力トルクを増大させることによっ
て、車両の性能はあるギア比においては向上するが、こ
のようなトルク増大は1つ以上の残りのドライブトレイ
ン構成要素の入力トルク定格を超過する可能性が高くな
るという、基本的な欠点を有する。したがって、変速機
はあるギア比に対してはエンジン出力トルクの増大に耐
えることができるが、変速機の下流側にあるドライブト
レインの構成要素は、その入力トルク定格がエンジン・
トルク制御アルゴリズムに正しく考慮されていない場
合、損傷を受けたり破壊する場合もある。この問題は、
1つ以上の補助変速機、動力取り出し系、相互接続プロ
ペラシャフト(interconnecting propeller shafts)、お
よびその他の相互接続ドライブトレイン構成要素のよう
な追加のドライブトレイン構成要素を有する、重装備の
トラクタ・トラックの用途では、更に重大である。
【0008】多くの電子式自動車制御システムは、エン
ジン速度の車両速度に対する比を比較することによっ
て、現在選択されている変速機ギアを判定する。したが
って、リチャードソン外のシステムでは、速度が静止状
態(車速=0)のときに、無効なギア比計算を行うとい
う別の欠点がある。リチャードソン外のシステムは、変
速機の低い方のギア(より高い数値ギア比)において、
車両の取り出し(take off)時のような無効のギア比状
態の間、エンジン出力トルクの調整を行うことができな
い。これは、エンジン出力トルクの管理によって、ドラ
イブトレイン構成要素を過剰なトルク・レベルから保護
することが望ましい典型的な状況である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】したがって、現在選択
されている変速機のギア比を含むドライブトレイン構成
要素の各々の入力トルク容量の関数として、エンジン出
力トルクを調整する制御システムが必要となっている。
このようなシステムは、車両取り出し状態を考慮し、そ
れに対応してエンジン出力トルク容量の調整を行えるよ
うにするべきである。理想的には、このようなシステム
は、任意選択的に、必要に応じてあらゆる時点におい
て、または高エンジン負荷動作時における車両減速状態
の場合にのみ、エンジン出力トルク容量の調整を行うよ
うに構成すべきである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の従来技
術の欠点に対処するものである。本発明の一態様によれ
ば、内燃エンジンの出力トルクを調整するためのエンジ
ンおよびドライブトレイン制御システムを提供する。エ
ンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供給率(fueli
ng rate)にしたがって出力トルクを生成し、ドライブト
レインは、エンジンに結合した少なくとも1つの変速機
であって複数の係合可能ギア比を有する変速機、駆動
軸、および変速機を駆動軸に結合するプロペラシャフト
を有する。制御コンピュータは、車両動作パラメータの
中からとりわけ、ドライブトレイン入力トルク制限要件
にしたがって、燃料供給系への燃料供給率の送出を調整
するソフトウエア・アルゴリズムを実行するように動作
可能である。エンジン出力トルクを調整するための一好
適技法によれば、変速機の現在係合中のギア比の最大入
力トルク容量によって、得られるエンジン出力トルクを
制限するエンジン燃料供給率である、第1エンジン燃料
供給率を決定する。また、変速機の公称入力トルク容量
によって、得られるエンジン出力トルクを制限するエン
ジン燃料供給率である、第2エンジン燃料供給率を決定
する。次に、これら第1および第2エンジン燃料供給率
の大きな方にしたがって、エンジンに燃料を供給する。
【0011】本発明の別の態様によれば、車両加速度お
よびエンジン動作動力を判定する。車両加速度が所定の
加速度制限値よりも低く、かつエンジン動作動力が所定
のスレッシュホールドを超過する場合のみ、第1エンジ
ン燃料供給率にしたがってエンジンに燃料を供給する。
その他の場合、第2エンジン燃料供給率にしたがって、
エンジンに燃料を供給する。
【0012】本発明の更に別の態様によれば、プロペラ
シャフトの最大動作トルク容量によって、得られるエン
ジン出力トルクを制限する燃料供給率である、第3エン
ジン燃料供給率を決定し、駆動軸の最大動作トルク容量
によって、得られるエンジン出力トルクを制限するエン
ジン燃料供給率である、第4エンジン燃料供給率を決定
する。エンジンには、第1および第2エンジン燃料供給
率の内大きな方と、第3エンジン燃料供給率と、第4エ
ンジン燃料供給率との内の最小のものにしたがって燃料
を供給する。
【0013】本発明の更にもう1つ別の態様によれば、
変速機の現ギア比が1組の低い方のギア比の1つである
場合にのみ、上述の4つのエンジン燃料供給率間の比較
にしたがってエンジンに燃料を供給し、その他の場合、
第1および第2エンジン燃料供給率の大きな方にしたが
って、エンジンに燃料を供給する。
【0014】本発明の更にまた別の態様によれば、第1
エンジン燃料供給率の決定は、変速機の現ギア比を感知
することによって行う。ギア比が有効なギア比である場
合、当該ギア比の最大入力トルク容量によって、得られ
るエンジン・トルクを制限するエンジン燃料供給率を計
算し、第1エンジン燃料供給率と等しく設定する。ギア
比が無効なギア比であり、車両が静止状態にある場合、
第1エンジン燃料供給率を計算する前の、変速機の最低
ギアのギア比に、ギア比を設定する。ギア比が無効なギ
ア比であり、車両が移動している場合、メモリから第2
エンジン燃料供給率を検索し、第1エンジン燃料供給率
に等しく設定する。あるいは、変速機と連動させたコン
ピュータによって、第1エンジン燃料供給率を、制御コ
ンピュータに接続した通信データリンクに同報通信させ
てもよい。
【0015】本発明の目的の1つは、変速機の現係合ギ
ア比の入力トルク容量、および車両のドライブトレイン
の様々な残りの構成要素の関数として、エンジン出力ト
ルクを調整する制御システムを提供することである。
【0016】本発明の別の目的は、常時、あるいは車両
の加速度が所定値未満でありかつエンジン負荷が予め定
めたスレッシュホールドを超過した場合にのみ、上記の
調整を行うようにすることである。
【0017】本発明の更に別の目的は、このような調整
を、変速機の低い方のギア比においてのみ行い、その他
の場合は、変速機の現係合ギア比の最大入力トルク容量
の関数としてのみ、エンジン出力トルクを制御するよう
にすることである。
【0018】本発明の更にまた別の目的は、メモリ内に
一連の異なるエンジン燃料供給率を用意し、ドライブト
レインの入力トルク容量の要件にしたがってこれら燃料
供給率を選択可能とするか、あるいは変速機が種々のエ
ンジン燃料供給率とギア比データとの一方または双方を
エンジン制御コンピュータに供給する機構を提供するこ
とである。
【0019】本発明のこれらおよびその他の目的は、以
下の好適実施例の説明から一層明らかとなろう。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の原理の理解を促進する目
的のために、これより図面に示す実施例を参照し、具体
的な言葉を用いてこれを説明する。しかしながら、これ
によって本発明の範囲を限定することは意図しておら
ず、図示の装置における変形および更に別の変更や、こ
こに示す本発明の原理の更に別の応用は、本発明に関連
する技術における当業者には通常に想起し得るものと見
なす。
【0021】次に図1を参照し、本発明による、内燃エ
ンジンの出力トルクを調整するエンジン制御システム1
0を示す。制御システム10の中央には制御コンピュー
タ12があり、自動車両ドライブトレイン25の様々な
構成要素とのインターフェースを行う。このような構成
要素については、以下で更に詳しく説明することにす
る。制御コンピュータ12は、好ましくは、マイクロプ
ロセッサをベースとし、メモリ部15、デジタルI/
O、多数のアナログ/デジタル(A/D)入力、および
DUARTのような通信ポート(COM)を含む。
【0022】制御コンピュータ12のマイクロプロセッ
サ部は、ソフトウエア・ルーチンを実行し、システム1
0の動作全体を管理する。好適実施例では、Motorolla
68336または同等のマイクロプロセッサである。しかし
ながら、本発明は、システム10の管理および制御が可
能な多数の既知のマイクロプロセッサの任意のものを用
いることも念頭に入れている。
【0023】制御コンピュータ12のメモリ部15は、
ROM、RAM、EPROM、EEPROM、フラッシ
ュ・メモリおよび、当業者には既知のその他の再使用可
能なタイプの任意のメモリを含むことができる。更に、
メモリ部15は、外部メモリをそれに接続することによ
って(図示せず)、補強することも可能である。
【0024】自動車両のドライブトレイン25は、当該
分野では既知のように、主変速機16に動作的に接続し
た内燃エンジン14を含む。ドライブトレイン25は、
更に、少なくとも駆動軸20、および変速機16を駆動
軸20に結合するプロペラシャフト18を含む。一般的
に知られているように、特に重装備のトラクタ・トラッ
クの技術では、ドライブトレイン25は、更に、1つ以
上の補助変速機、相互接続プロペラシャフト(図示せ
ず)、動力取り出し(PTO:power take-off)装置、
およびその他の既知のドライブトレイン構成要素を含む
場合がある。本発明の概念は、多数の変速機ドライブト
レインを含む、あらゆる既知のドライブトレイン構成に
も適用可能であることを、当業者は認めよう。
【0025】多数のセンサおよびアクチュエータが、ド
ライブトレイン25の様々な構成要素のいくつか、なら
びにその他の車両およびエンジン系に、制御コンピュー
タ12のインターフェースを可能としている。例えば、
エンジン14には、エンジン速度センサ22を取り付
け、入力IN1を通じて、制御コンピュータ12に電気
的に接続してある。エンジン速度センサ22は、好まし
くは、速度および/またはエンジンのクランク・シャフ
トと同期して回転する歯付きギアの一部を感知するよう
に動作可能な可変リラクタンス・センサである。しかし
ながら、本発明は、エンジン回転速度を感知し、それに
対応する信号を制御コンピュータ12に供給するように
動作可能な任意の既知のエンジン速度センサ22を用い
ることも念頭に入れている。
【0026】車速センサ24は、好ましくは、プロペラ
シャフト18に動作可能に接続すると共に、入力IN2
を通じて制御コンピュータ12に電気的に接続してあ
る。車速センサ24も、好ましくは、プロペラシャフト
18の回転速度を検出し、それに対応する車速信号を制
御コンピュータ12に供給するように動作可能な、可変
リラクタンス・センサである。車速センサ24は、図1
では、変速機16に隣接して配置したものとして示して
いるが、センサ24はプロペラシャフト18に沿った所
であればどこに配置してもよい、と理解されるべきであ
る。更に、本発明は、1つ以上の様々な回転ドライブト
レイン・シャフトに結合可能であり、車速を示す車速信
号を供給するように動作可能な、他の既知の車速センサ
のいずれかを用いることも念頭に入れている。
【0027】システム10は、更に、電子的に制御する
スロットル系も含み、これは、運転者が作動させるスロ
ットルまたは巡行制御システム(cruise control syste
m)のいずれかに応答することが好ましい。運転者が作動
させるスロットルは、好ましくは、加速ペダル26を含
み、連結部Lを通じて、ポテンショメータPのワイパW
に機械的に結合してある。ワイパWは、制御コンピュー
タ12のアナログ/デジタル(A/D)変換器入力IN
3に接続してある。加速ペダル26の位置は、ワイパW
上に現われる電圧に直接対応する。ポテンショメータP
の一端は、電圧Vdcに接続してあり、他端は接地電位に
接続してある。したがって、ワイパW上に現れる電圧
は、Vdcおよび接地電位の範囲を取る。制御コンピュー
タ12は、ワイパW上のアナログ電圧を、所望のスロッ
トル百分率を表わすデジタル量に変換する。更に、本発
明は、代替案として、他の既知のセンサを加速ペダル2
6に連動させ、加速ペダルの位置または加速ペダル26
に加えられる圧力に対応するアナログおよび/またはデ
ジタル信号を供給するようにしてもよいことも念頭に入
れている。いずれの場合でも、このようなアナログおよ
び/またはデジタル信号は、制御コンピュータ12が処
理し、所望のスロットル百分率を示す量を供給する。
【0028】巡行制御システムは、好ましくは、スイッ
チSW1,SW2を含む。これらは、運転者の運転台ま
たは運転者の車室に取り付けてある。スイッチSW1,
SW2は、運転者に、スイッチSW1を通じて巡行制御
機能をオンおよびオフし、スイッチSW2を通じて巡行
速度を確立する手段を提供する。また、スイッチSW2
は、入力信号を制御コンピュータ12に供給し、巡行制
御システムの技術ではよく知られている再開/加速機構
(resume/acceleration features)を作動させる。こうし
て、スイッチSW1は巡行制御動作モードをイネーブル
し、一方スイッチSW2は制御コンピュータ12のソフ
トウエアに組み込んだ巡行制御システムの動作モードを
活性化させるのに用いる。スイッチSW1は、一端をV
dcに、その対向端を制御コンピュータ12の入力IN6
および抵抗R1に接続してある。これは、接地電位を基
準としている。したがって、スイッチSW1が開放して
いる(巡行制御をオフにする)間、入力IN6は通常接
地電位にあり、スイッチSW1を閉じると(巡行制御を
「オン」にする)と、入力IN6は論理高電圧(Vdc
に切り替わる。スイッチSW2は、瞬間センタ・オフS
PDTスイッチ(momentary center-off SPDT switch)で
ある。中央位置はVdcに接続してあり、第1スイッチ位
置は、制御コンピュータ入力IN4および抵抗R3に接
続してある。これは、接地電位を基準としている。スイ
ッチSW2の残りの位置は、制御コンピュータ入力IN
5および抵抗R2に接続してある。これも接地電位を基
準とする。セット/楕走巡行制御機能は、制御コンピュ
ータ12の入力IN4を論理高電圧即ちVdcに短絡する
ことによって活性化する。巡行制御システムの再開/加
速機構は、制御コンピュータ12の入力IN5を論理高
電圧Vdcに短絡することによって活性化する。これらの
動作機構は、当該分野では既知であるが、運転者のスイ
ッチSW2の作動によって活性化する。これまでの説明
は好適な巡行制御システムの実施例を対象としたが、本
発明は、当業者には既知のあらゆる巡行制御システムを
用いることも念頭に入れている、と理解されたい。いず
れの場合でも、制御コンピュータ12は、入力IN4〜
IN6における巡行制御信号に応答し、それから所望の
スロットル百分率を決定する。
【0029】スロットルを制御する機構には無関係に、
制御コンピュータ12は、所望のスロットル百分率を処
理し、それより燃料供給信号を供給するように動作可能
であり、燃料供給信号は出力OUT1に供給する。出力
OUT1は、エンジン14の燃料供給系30に接続して
ある。燃料供給系30は、当業者に既知の任意の在来の
燃料供給系とすればよい。
【0030】所望のスロットル百分率を燃料供給信号に
変換するための好適な技法の1つは、所望のスロットル
百分率を、メモリ部15に格納した適切なエンジン燃料
供給率(EFR)にマップすることを伴う。所望のスロ
ットル百分率以外に多くの要因がエンジン燃料供給率の
選択に影響を与えるが、適切な燃料供給率情報をこれと
対応するタイミング信号に変換し、出力OUT1を通じ
てエンジン燃料供給系30に供給する。しかしながら、
本発明は、その他の既知の技法を用いて、所望のスロッ
トル百分率を、エンジン燃料供給系30が使用するのに
適したタイミング信号に変換するために用いてもよい、
ということも念頭に入れている。更に、制御コンピュー
タ12は、典型的には、ゼロ・パーセント・スロットル
入力で定常エンジン速度を維持するように動作可能なア
イドル・ガバナ・アルゴリズムを含む、ということを当
業者は認めよう。
【0031】変速機16は、既知の手動、自動または手
動/自動の変速機のいずれでもよい。いずれの手動選択
可能なギア比に対しても、変速機16は機械的入力32
を含み、これは、機械的連結部LGを通じて、典型的に
車両の運転台領域に配置したギア・シフト・レバー28
に結合してある。当該分野では既知であるが、ギア・シ
フト・レバー28は、手動で作動可能であり、変速機1
6の複数の手動ギア比の任意の1つを選択する。どの自
動選択可能なギア比に対しても、変速機16は、1つ以
上のアクチュエータ34を含み、これらは制御コンピュ
ータ12の出力OUT2に電気的に接続してある。図1
に示すように、制御コンピュータ12の出力OUT2
は、n本の信号線を通じて、1つ以上の自動ギア・アク
チュエータ34に接続してある。ここで、nは1本以上
の信号線を示す整数値である。典型的に、これら1つ以
上の自動ギア・アクチュエータ34は、電気的に作動す
るソレノイドであり、それに供給される制御信号に応答
して、変速機16の対応する自動ギア比の選択を制御す
る。
【0032】エンジン制御システム10は、制御コンピ
ュータ12に、変速機16の現在係合中のギア比に関係
する情報を供給する種々の機構を含んでもよい。好まし
くは、制御コンピュータ12のメモリ部15は、変速機
16に関連する所定の情報を含むことにより、車両が十
分な速度で移動し、エンジン速度(入力IN1に供給す
る)の車両速度(入力IN2に供給する)に対する比と
して有効な速度信号を生成したときはいつでも、制御コ
ンピュータ12は変速機16の現在係合中のギア比を判
定するように動作可能となっている。しかしながら、本
発明は、変速機16の現在係合中のギア比を判定するた
めのいくつかの代替技法も念頭に入れている。例えば、
変速機16は、変速機16の現在係合中のギア比を表わ
す信号を制御コンピュータ12の入力IN7に供給する
ように動作可能な電気的構成要素36を含んでもよい。
一実施例では、構成要素36は、種々の変速機ギアに関
連付けた多数のマイクロスイッチを含むものとすること
ができる。種々のスイッチの集合的ステータスを用い
て、現在係合中のギア比を示す信号を供給してもよい。
あるいは、構成要素36は、変速機の入力速度センサお
よび出力速度センサ、ならびにこれら変速機の入力速度
および出力速度を評価し、それに対応する現係合ギア比
信号を供給するように動作可能なプロセッサを含むこと
もできる。更に、本発明は、任意の既知の電気的構成要
素36を用いて、制御コンピュータ12に、変速機16
の現係合ギア比に関する情報を供給することも念頭に入
れている。
【0033】本発明によれば、変速機16の現係合ギア
比を考慮に入れた適切なエンジン燃料供給率(EFR)
を決定する1つの技法は、制御コンピュータ12に供給
する現係合ギア比情報から、適切なエンジン燃料供給率
の計算または決定を行うようにしたものである。別の技
法には、制御コンピュータ12の通信入力(COM)に
接続した通信バス40を通じて、このようなエンジン燃
料供給率(EFR)を制御コンピュータ12に供給する
ものもある。好ましくは、通信バスまたはデータリンク
40は、SAE(Society of Automotive Engineers)J
1939バスであり、SAE J1939規格に記載さ
れている技術仕様にしたがって動作する。SAE J1
939バスの業界規格によれば、制御コンピュータ12
は、車両の動作パラメータに関するデータを送出し受信
するように動作可能である。
【0034】本発明によれば、変速機16には、変速機
16の現係合ギア比を検出するように動作可能な回路3
8、およびマイクロプロセッサ42を装備することも可
能である。マイクロプロセッサ42は、好ましくは、通
信バス40に接続した通信ポートを含み、通信バス40
に入手可能な情報全てを、制御コンピュータ12だけで
なく、マイクロプロセッサ42にも同様に使用可能とな
るようにする。
【0035】マイクロプロセッサ42は、通信バス40
上で得ることができるあらゆる情報を用いて、あるいは
電気回路38内の電気構成要素を用いて、先に説明した
技法のいずれかにしたがって、変速機16の現係合ギア
を検出することができる。一実施例では、マイクロプロ
セッサ42は、このようなギア比情報を次に通信バス4
0を通じて既に説明したような処理を更に行うため制御
コンピュータ12に送信して、対応するエンジン燃料供
給情報を供給することもできる。あるいは、マイクロプ
ロセッサ42は、複数のエンジン燃料供給率を中に格納
したメモリを含んでもよい。したがって、この実施例で
は、マイクロプロセッサ42は、変速機16の現係合ギ
ア比を判定することができるだけでなく、更にマイクロ
プロセッサ42内に格納してあるエンジン燃料供給率ま
たはトルク・コマンドを、現係合ギア比情報と照合し、
その後このエンジン燃料供給率またはトルク・コマンド
情報を、通信バス40を通じて制御コンピュータ12に
送信することもできる。次に、制御コンピュータ12
は、マイクロプロセッサ42がそこに供給したエンジン
燃料供給率またはトルク・コマンド情報を、エンジン1
4の燃料供給系30による使用に適した燃料供給信号に
直接変換することができる。
【0036】次に図2ないし図4を参照し、本発明によ
る、適切なエンジン燃料供給率情報を決定するソフトウ
エア・アルゴリズムの好適実施例をフローチャート形態
で示す。図2ないし図4のアルゴリズムは、毎秒数回制
御コンピュータ12によって実行可能であることが好ま
しい。具体的に図2を参照すると、アルゴリズム100
はステップ102にて開始し、ステップ104におい
て、制御コンピュータ12はデフォルトのエンジン燃料
供給率EFRDEFを決定する。EFRDEFは、種々の車両
およびエンジン動作状態の関数であり、例えば、エンジ
ン速度、エンジン負荷、所望のスロットル百分率、およ
び巡行制御ステータスを含む。その結果得られるエンジ
ン出力トルクは、従来の技術において説明したように、
そして当該分野では知られているように、変速機16の
公称入力トルク容量によって制限される。変速機16の
公称入力トルク容量は、従来の技術において定めたよう
に、変速機16に関連するある既知の量であり、好まし
くは制御コンピュータ12のメモリ15内に格納してあ
る量である。
【0037】アルゴリズムの実行はステップ104から
ステップ106に進み、ここで制御コンピュータ12
は、ギア比に基づいた最大エンジン燃料供給率EFRGR
を決定する。これは、先に説明したように、種々の車両
およびエンジン動作状態の関数である。その結果得られ
るエンジン出力トルクは、変速機16の公称入力トルク
容量ではなく、変速機16の現係合ギア比の最大入力ト
ルク容量によって制限される。本発明は、ステップ16
を達成するためのいくつかの代替技法も念頭に入れてお
り、その技法については、後に図4を参照しながら説明
することにする。図4を参照して述べるように、ステッ
プ106は、フロー経路108を含み、ある状況下で
は、アルゴリズム100をステップ134(図3)に進
ませる。
【0038】ステップ106から、アルゴリズムの実行
はステップ110に進み、ここでEFRGRを、EFR
DEFと比較する。ステップ110において、EFRGR
EFRD EFよりも大きい場合、ステップ112において
オプション機構Aをイネーブルしていないとここでは仮
定すると、アルゴリズムの実行はステップ120に進
み、ここで制御コンピュータ12は実際のエンジン燃料
供給率EFRをEFRGRに等しく設定する。その後、ア
ルゴリズムの実行はステップ124に進む。逆に、ステ
ップ110において、EFRGRがEFRDEFよりも大き
くない場合、ステップ122においてEFRをデフォル
トのエンジン燃料供給率EFRDEFに等しく設定し、ア
ルゴリズムの実行はそこからステップ124に進む。
【0039】次に図3を参照する。アルゴリズムは、ス
テップ124において、オプション機構Bをイネーブル
してあるか否かについてチェックする。ここでは、オプ
ション機構Bをイネーブルしていないと仮定すると、ア
ルゴリズムの実行はステップ134に進み、ここで、既
に述べたように、エンジン燃料供給率EFRにしたがっ
てエンジン14に燃料を供給し、その後、アルゴリズム
はステップ136に進み、ソフトウエア・プログラム制
御をそのコール元ルーチンに戻す。
【0040】以上の説明から、オプションのアルゴリズ
ム機構のいずれをもイネーブルしていない状態では、ア
ルゴリズム100の指揮の下で、制御コンピュータ12
は、変速機16の公称入力トルク容量によって制限する
ようにしたデフォルトのエンジン燃料供給率、および変
速機16の現係合ギア比の最大入力トルク容量によって
制限するようにした、ギア比に基づく最大エンジン燃料
供給率を決定し、2つのエンジン燃料供給率の量の大き
い方にしたがってエンジン14に燃料を供給するように
動作可能である、ということがこれで明白であろう。
【0041】ここで図2に戻るが、アルゴリズム100
はオプション機構Aを含む。好ましくは、オプション機
構Aはソフトウエア機構であって、大量の車両所有者ま
たは車両流通業者のような車両のエンド・ユーザがイネ
ーブルまたはプログラムし、動作させるようにすること
ができる。本発明は、機構Aは、当該分野では既知の診
断または較正ツールを用いて、イネーブルまたはディス
エーブルすることも念頭に入れている。ステップ110
において、EFRGRがEFRDEFよりも大きい場合、ア
ルゴリズムの実行はステップ112に進み、ここで、制
御コンピュータ12は、オプション機構Aをイネーブル
してあるか否かについて検査を行う。機構Aをイネーブ
ルしていない場合、アルゴリズムの実行はステップ12
0に進む。しかし、ステップ112において、オプショ
ン機構Aをイネーブルしてある場合、アルゴリズムの実
行はステップ114に進み、ここで、車両加速度(V
A)およびエンジン動作動力(EP)を判定する。好ま
しくは、制御コンピュータ12は、車両速度をある時間
にわたって監視し、既知の式にしたがって加速度を計算
することによって車両加速度を判定し、また既知の式に
したがってエンジン動作動力を計算する。エンジン動作
動力は、エンジン速度および車両速度を含む動作パラメ
ータに基づく既知の式にしたがってエンジン負荷によっ
て、またはスロットル百分率(または位置)によって、
あるいはエンジン負荷およびスロットル百分率双方の組
み合わせによって判定すればよい。尚、スロットルは、
上述のように、手動で制御するものでも、巡行制御によ
るものでもよい。しかしながら、本発明は、車両加速度
およびエンジン動作動力は、種々の既知の技法のいずれ
かにしたがって、また他の既知の車両動作パラメータに
基づいて計算してもよいことも念頭に入れている。
【0042】アルゴリズムの実行はステップ114から
ステップ116に進み、ここで、車両の加速度を、予め
定めた加速度レベルに対して検査する。好ましくは、予
め定めた車両加速度レベルをゼロ加速度に設定し、車両
が負の加速度(減速)状態にある場合にのみプログラム
の実行がステップ118に進むようにする。一方、車両
加速度が一定または増加している場合、アルゴリズムの
実行はステップ116からステップ122に進む。尚、
予め定めた加速度レベルはゼロ加速度に設定することが
好ましいが、正または負の他の所定の加速度レベルのい
ずれでも、ステップ116における予め定めた加速度レ
ベルとして使用可能であることは理解されよう。
【0043】ステップ116において車両加速度が予め
定めた加速度レベルよりも低い場合、アルゴリズムの実
行はステップ118に進み、ここで、制御コンピュータ
12はエンジン動作動力を、予め定めたエンジン動力ス
レッシュホールドTHと比較する。ステップ118にお
いてエンジン動作動力が予め定めたエンジン動力スレッ
シュホールドTHよりも大きい場合、アルゴリズムの実
行はステップ120に進む。ステップ118において、
エンジン動作動力が予め定めたエンジン動力スレッシュ
ホールドTH以下の場合、アルゴリズムの実行はステッ
プ122に進む。本発明は、エンジン動力スレッシュホ
ールドTHを任意のエンジン動力レベルに設定可能であ
ることを念頭においているが、THの好適な値は90パ
ーセントと100パーセントの間のどこかである。
【0044】以上のオプション機構Aについての説明か
ら、この機構によって、制御コンピュータ12は、車両
が高エンジン負荷動作の下で負の加速度となった後での
み、上述の基本アルゴリズムにしたがって、エンジン燃
料供給率EFRDEFおよびEFRGRの内大きい方を、以
降のエンジン燃料供給のためにイネーブルすることがで
きる、ということが理解されよう。このような機構は、
通常の動作状態の下ではデフォルトのエンジン燃料供給
をイネーブルし、例えば、急勾配の上り坂を走行する場
合のような、動力出力の増大を要求する状態の下では、
エンジン出力トルクのレベル上昇を可能にする。
【0045】再び図3を参照するが、アルゴリズム10
0は別のオプション機構Bを含む。機構Aの場合と同
様、機構Bは、診断または較正ツールを通じてイネーブ
ルまたはディスエーブルするようにプログラム可能であ
ることが好ましい。ステップ124において、制御コン
ピュータ12は、オプション機構Bをイネーブルしてあ
るか否かについて検査する。イネーブルしてない場合、
アルゴリズムの実行はステップ134に進む。ステップ
124においてオプション機構Bをイネーブルしてある
場合、アルゴリズムの実行はステップ126に進み、こ
こで、制御コンピュータ12はオプション機構Cをイネ
ーブルしてあるか否かについて検査する。ここではオプ
ション機構Cをイネーブルしていないと仮定すると、プ
ログラムの実行はステップ130に進み、ここで、制御
コンピュータ12に、2つの追加のエンジン燃料供給率
値を決定させる。第1のEFRPは、先に説明したよう
な種々の車両およびエンジン動作状態の関数であり、変
速機16またはその他のドライブトレイン構成要素に関
連する任意の入力トルク容量ではなく、プロペラシャフ
ト18(図1)の最大動作トルク容量によって、その得
られるエンジン出力トルクを制限するようにする。第2
のEFRDAは、先に説明したような種々の車両および
エンジン状態の関数であり、変速機16またはその他の
ドライブトレイン構成要素に関連する任意の入力トルク
容量ではなく、駆動軸20(図1)の最大動作トルク容
量によって、その得られるエンジン出力トルクを制限す
るようにする。好ましくは、制御コンピュータ12のメ
モリ部15は、プロペラシャフト18および駆動軸20
それぞれの最大動作トルク容量に関するデータを含む。
制御コンピュータ12は、その後、先に説明したよう
に、エンジン燃料供給率をそれに基づいて決定するよう
に動作可能であり、これら構成要素の最大動作トルク容
量によって制限するようにした、エンジン出力トルク・
レベルが得られる。代替法として、マイクロプロセッサ
42がこのような動作トルク容量制限値を内蔵してもよ
く、この情報を通信バス40を通じて制御コンピュータ
12に渡すようにする。別の代替法として、マイクロプ
ロセッサ42は、エンジン燃料供給率EFRPおよびE
FRDAを内蔵または計算してもよく、これらの情報を通
信バス40を通じて制御コンピュータ12に渡すように
する。
【0046】アルゴリズムの実行はステップ130から
ステップ132に進み、ここで、実際のエンジン燃料供
給率EFRを、EFR(EFRDEFおよびEFRGRの内
大きい方に対応する)の直前の値、EFRPおよびEF
DAの内最小値に等しく設定する。アルゴリズムの実行
はステップ132からステップ134に進み、ここで、
EFRの値にしたがってエンジン14に燃料を供給す
る。
【0047】以上のオプション機構Bについての説明か
ら、この機構によって、制御コンピュータ12は、種々
のドライブトレインの構成要素の最大動作トルク容量に
基づいて、最大の安全エンジン燃料供給率を決定できる
ことは明白であろう。このような機構は、ある状況下で
は、エンジン出力トルクの制限を、現在係合中の変速機
のギアによってではなく、下流側のドライブトレイン構
成要素のより低い最大動作トルク容量によって行うこと
を認める。このような状態が発生し得るのは、特に、変
速機16のギア比が低い方においてである。
【0048】機構Bの数値例として、変速機16の低い
方のギア比が10:1のギア比であり、かつ1,450
ft.lbs.の最大入力トルク容量を有し、駆動軸2
0が15,000ft.lbsの最大動作トルク容量を
有し、プロペラシャフト18が10,000ft.lb
s.最大動作トルク容量を有すると仮定する。オプショ
ン機構Bをイネーブルせずに、変速機16の現係合ギア
比に基づく場合、アルゴリズム100によって、1,4
50ft.lbs.の最大エンジン出力トルク・レベル
が得られるように、最大車両性能に対するエンジン燃料
供給率(EFR)を設定する。しかしながら、10:1
のギア比では、プロペラシャフト18および駆動軸20
は各々14,500ft.lbs.のトルクを受けるこ
とになる。駆動軸20の最大動作トルク容量は15,0
00ft.lbs.であり、したがって1,450f
t.lbs.のエンジン出力トルク・レベルに対処可能
であるが、プロペラシャフト18の最大動作トルク容量
は10,000ft.lbs.に過ぎない。このため、
1,450ft.lbs.のエンジン出力トルク・レベ
ルは、プロペラシャフト18に、その最大動作トルク容
量よりも4,500ft.lbs.高いトルクをかける
ことになり、プロペラシャフト18の損傷または破壊に
つながる可能性がある。オプション機構Bをイネーブル
すると、制御コンピュータ12は、プロペラシャフト1
8の最大動作トルク容量を考慮し、それに対応してエン
ジン燃料供給率(EFR)を制限することにより、生成
するエンジン出力トルク・レベルが1,000ft.l
bs.となる。これは、全ドライブトレイン構成要素に
とって安全な動作トルク・レベルである。
【0049】本発明は、診断または較正ツールを用い
て、車両のエンド・ユーザが、変速機16の下流側にあ
るいずれかのドライブトレイン構成要素および全てのド
ライブトレイン構成要素に対する最大動作トルク容量
を、メモリ15においてプログラム可能にしようとする
ことも考えに入れている。更に、アルゴリズム100
は、変速機16の個々のギア比、プロペラシャフト18
および駆動軸20の最大トルク容量によって制限したエ
ンジン燃料供給率(EFR)を決定するようにしたもの
であるが、EFRは、更に、例えば、ユニバーサルジョ
イント、PTO装置、1つ以上の補助変速機、いずれか
の追加相互接続プロペラシャフト等を含む、他のドライ
ブトレイン構成要素の最大トルク容量によっても同様に
制限可能であることは理解されよう。
【0050】再度図3を参照すると、アルゴリズム10
0は、更に他のオプション機構Cも含んでいる。機構A
およびBの場合と同様に、機構Cは、診断または較正ツ
ールを通じてイネーブルおよびディスエーブルするよう
にプログラム可能であることが好ましい。ステップ12
6において、制御コンピュータ12は、オプション機構
Cをイネーブルしてあるか否かについて検査する。イネ
ーブルしていない場合、アルゴリズムの実行はオプショ
ン機構Bを用いてステップ130に進む。しかし、ステ
ップ126において、機構Cをイネーブルしてある場
合、アルゴリズムの実行はステップ128に進み、ここ
で、変速機16の現係合ギア比のステータスを検査す
る。ステップ128において、現係合ギア比が、対応す
る高い数値ギア比を有する変速機16の1組の低い方の
ギア比の1つである場合、アルゴリズムの実行は、オプ
ション機構Bを用いてステップ130に進む。しかし、
現係合ギア比が変速機16の低い方のギアの1つでない
場合(したがって、数値的にその低い方のギア比である
場合)、アルゴリズム100はステップ130,132
を飛ばし、直接ステップ128からステップ134に移
行する。本発明の一実施例では、10:1以上のギア比
を有する変速機16の低い方のギアの場合、ステップ1
28においてステップ130に進むが、本発明は、1:
1よりも高いあらゆるギア比について、ステップ128
からステップ130に移行することを念頭に入れてい
る。
【0051】以上のオプション機構Cの説明から、この
機構は、現ギア比が、変速機16の低い方のギア比の1
つである場合にのみ、オプション機構Bを実行させるこ
とが明白であろう。したがって、機構Cは、変速機16
が現在その低い方のギアにおいて係合されている場合に
のみ、全てのドライブトレイン構成要素の最大トルク容
量によって制限したエンジン燃料供給率(EFR)を、
制御コンピュータ12に決定させる。機構Cは、変速機
16の下流側にあるドライブトレイン構成要素の最大ト
ルク容量は、先に説明したように、その低い方のギア
(数値的に高い方のギア比に対応する)においてとりわ
け問題を発生する可能性が高いことを認識している。機
構Cによれば、変速機16の下流側のドライブトレイン
構成要素の最大トルク容量が問題を発生する可能性がな
い、変速機16の高い方のギア比では、エンジン燃料供
給率EFRDEFおよびEFRGRの内大きな方に、エンジ
ン燃料供給率を決定する。
【0052】図2および図3から、エンジン出力トルク
の調整は、ギア比に基づくエンジン・トルク制御アルゴ
リズムによって制御することは明白であろう。このアル
ゴリズムは、基本的に、エンジン出力トルクを、変速機
16の現係合ギア比の関数として調整する。変速機16
の任意の所与のギア比において生成されるエンジン出力
トルクは、スロットルを加速度計26によって動作させ
ようが、あるいは巡行制御動作によって動作させよう
が、運転者には透明であることを意図している。加え
て、アルゴリズム100には、いくつかのオプション機
構を含ませてある。例えば、エンジン出力トルクが、所
与の変速機の公称入力トルク容量を超過する状態の下で
は、制御コンピュータ12は、(a)動作状態には無関
係に常時、または(b)高エンジン負荷動作の下で車両
が負の加速状態となった後のみ、のいずれかの場合につ
いて、現在係合中の変速機のギア比の最大入力トルク容
量、および変速機の公称入力トルク容量の内大きい方に
したがって、エンジン出力トルクを制限することができ
る。加えて、制御コンピュータ12は、(a)現在係合
中の変速機のギア比には無関係に常時、または(b)所
与の変速機16の低い方のギアの1つにおいて動作して
いるときにのみ、のいずれかの場合に、変速機16の下
流側にある全てのドライブトレイン構成要素の最小入力
トルク容量にしたがって、エンジン出力トルク・レベル
を制限することができる。オプション機構Aは、オプシ
ョン機構BおよびCとは独立してイネーブル/ディスエ
ーブルすることができ、また、オプション機構Bは、オ
プション機構AまたはCとは独立してイネーブル/ディ
スエーブルすることができるが、機構Cのイネーブルに
は機構Bのイネーブルが必要であることは理解されよ
う。
【0053】次に図4を参照し、図2のステップ106
を実行する多数の代替アルゴリズムを表わすフローチャ
ートを示す。ここでは、制御コンピュータ12は、得ら
れるエンジン・トルクを、変速機16の現係合ギア比の
最大入力トルク容量によって制限する、エンジン燃料供
給率EFRGRを決定する。図4のアルゴリズム106の
第1実施例によれば、アルゴリズムはステップ200に
て開始し、ステップ202において、制御コンピュータ
12は変速機16の現係合ギア比(GR)を感知する。
ステップ202は、図1に関して説明した技法のいずれ
かを用いて実行すればよい。ステップ202から、アル
ゴリズムの実行はステップ204に進み、ここで、制御
コンピュータ12は、GRが変速機16の有効なギア比
であるか否かについて判定を行う。ステップ204にお
いて、制御コンピュータ12が、現係合ギア比が有効な
ギア比であると判定した場合、アルゴリズムの実行はス
テップ206に進み、ここで、制御コンピュータ12
は、既に説明したように、エンジン燃料供給率EFRGR
を決定する。ここでは、変速機16のギア比GRの入力
トルク容量によってEFRGRを制御するようにする。好
ましくは、制御コンピュータ12のメモリ部15が、発
生した較正値を内蔵する。これは、関連する多数のエン
ジン燃料供給率EFRGRを有し、任意の所与の変速機1
6内の選択したギア比の最大入力トルク容量に対応す
る。制御コンピュータ12は、したがって、ステップ2
06において、メモリ部15からEFRGRを読み出すよ
うに動作可能である。あるいは、特定の変速機ギア比お
よび対応する最大入力トルク制限値をメモリ部15内に
格納してもよく、そして制御コンピュータ12は、ステ
ップ206において、変速機16の特定のギア比に対す
る最大トルク入力制限値を満足するように、親エンジン
燃料供給率からEFRGRを計算するように動作可能であ
る。いずれの場合も、アルゴリズムの実行はステップ2
06からステップ208に進み、ここで、アルゴリズム
の実行は図2のステップ106に戻る。
【0054】ステップ204において、制御コンピュー
タ12が、現係合ギア比GRが変速機16の無効なギア
比であると判定した場合、アルゴリズムの実行はステッ
プ210に進み、ここで、制御コンピュータ12は入力
IN2にある車両速度信号を評価し、その後、制御コン
ピュータ12は、ステップ212において、この車両速
度信号を、予め定めた速度値に対して検査する。ステッ
プ212において、車両速度が予め定めた速度値よりも
高い場合、アルゴリズムの実行は、ステップ216に進
み、ここで、実際のエンジン燃料供給率EFRを、デフ
ォルトのエンジン燃料供給率EFRDEFに等しく設定
し、アルゴリズムの実行は、フロー経路108に沿っ
て、図3のフローチャートのステップ134に進む。し
かし、ステップ212において、制御コンピュータ12
が、車両速度が予め定めた速度値以下であると判定した
場合、アルゴリズムの実行はステップ214に進み、こ
こで、GRを変速機16の最も低いギア比に設定し、そ
の後アルゴリズムの実行はステップ206に進む。好ま
しくは、前述の予め定めた値を0MPHに設定する。し
かしながら、本発明は、ステップ212において予め定
めた速度値として、任意の車両速度値でも使用してもよ
いことを念頭に入れている。
【0055】以上の説明から、変速機16の現係合ギア
比を感知することによって、本発明の一実施例により、
アルゴリズム100のステップ106を実行し、このギ
ア比が有効なギア比である場合、制御コンピュータ12
は、既に説明した技法のいずれかにしたがって、EFR
GRを計算するように動作可能であることは明白であろ
う。ステップ204における無効のギア比は、2つの可
能性の内1つを意味することができる。まず、車両速度
が予め定めた車両速度よりも高い場合、どこかに障害が
存在する可能性があるか、シフトが発生しているのか、
または何か他の車両動作事象が進行中であることが考え
られ、この場合、アルゴリズムは、デフォルトのエンジ
ン燃料供給率EFRDEFの供給を行わない。しかし、車
両速度が所定の車両速度以下である場合、アルゴリズム
は、変速機16がその最も低いギア比に現在係合中であ
ることを想定する。アルゴリズムのこの部分は、車両が
静止している状況に対処しようとするものであり、この
場合、エンジン速度の車両速度の比として現係合ギア比
を決定する好適な技法は、無効なギア比信号(車両速度
=0)を生成することが避けられない。したがって、予
め定めた車両速度に対する好適な値を0MPHに設定す
る。この機構は、車両の取り出しの間、エンジン出力ト
ルク容量の調整を可能にする。
【0056】図4のアルゴリズム106の前述の実施例
に対する代替案として、ステップ202〜206および
210〜214を、破線のボックス218で示すステッ
プ220と置換してもよい。この場合、アルゴリズムの
実行はステップ200にて開始し、ステップ220に進
んで、制御コンピュータ12はエンジン燃料供給率EF
GRを受け取り、変速機16のマイクロプロセッサ42
によってこれを同報通信し、通信バス40を通じて、制
御コンピュータ12が受け取るようにすることが好まし
い。ステップ220には、障害状態による無効なギア比
を判定する機能(provision)があり、フロー経路222
を通じてステップ216にアルゴリズムの実行を進ませ
ることによって、これを実行させることが好ましい。更
に、ステップ220は、車両速度が先の予め定めた速度
値以下であるときに、変速機16の最も低いギア比の最
大入力トルク容量によって、得られるエンジン出力トル
クを制限しようとするエンジン燃料供給率として、EF
GRを決定する機能も含むことが好ましい。
【0057】
【発明の効果】これまでに述べた本発明の好適実施例の
説明を考慮することにより、変速機16の現係合ギア比
の最大トルク容量の関数として、エンジン出力トルクを
調整し、更に、変速機の下流側にあるドライブトレイン
構成要素の最大動作トルク容量の関数としてそれを調整
することにより、所与の変速機の公称入力トルク容量に
よる固定レベルにはエンジン出力トルクをもはや制限し
なくても済むことは明白であろう。より具体的には、変
速機16の公称入力トルク制限を超過するトルク容量を
根本的に有する、変速機16のギア比において、ギア比
に基づくエンジン・トルク制御アルゴリズムが、より高
いレベルのドライブトレイン入力トルクをイネーブルす
るので、所与の容量のドライブトレイン構成の潜在的性
能を最大に高めることになる。したがって、本発明は、
代替の容量が高いパワートレイン構成要素を導入するこ
となく、より高いピーク・レベルの性能に到達可能とす
る。
【0058】以上、本発明について、図面および上述の
説明において詳細に示しかつ記述したが、これは性質上
限定的ではなく、例示的なものとして考慮すべきであ
り、好適実施例についてのみ示しかつ記述したこと、お
よび本発明の範囲に入る全ての変更および修正の保護も
望んでいることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一面による、エンジン出力トルク制御
システムの構成図である。
【図2】本発明の別の面による、ドライブトレインの入
力トルク容量の関数として、エンジン出力トルクを調整
するソフトウエア・アルゴリズムを示すフローチャート
である。
【図3】図2のソフトウエア・アルゴリズムの残りの部
分を示すフローチャートである。
【図4】本発明の更に別の面による、変速機の現係合ギ
ア比の最大入力トルク容量によって、得られるエンジン
・トルクを制限する、エンジン燃料供給率を決定する別
の技法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 制御システム 12 制御コンピュータ 14 エンジン 15 メモリ部 16 変速機 18 プロペラシャフト 20 駆動軸 22 エンジン速度センサ 24 車速センサ 25 自動車両ドライブトレイン 26 加速ペダル 28 ギア・シフト・レバー 30 燃料供給系 32 機械的入力 34 アクチュエータ 36 電気的構成要素 38 電気回路 40 通信バス 42 マイクロプロセッサ L 連結部 P ポテンショメータ W ワイパ SW1,SW2 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン・エム・ベリンガー アメリカ合衆国インディアナ州47201, コロンブス,ウエスト・オールド・ナッ シュヴィル・ロード 13464 (56)参考文献 特開 昭58−133452(JP,A) 特開 平1−178738(JP,A)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃エンジンによって車両の自動ドライブ
    トレインに加えられるトルクを調整する方法であって、
    前記エンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供給率
    にしたがってトルクを生成し、前記ドライブトレイン
    は、前記エンジンに結合しており複数の係合可能ギア比
    を有する変速機と、駆動軸と、前記変速機を前記駆動軸
    に結合するプロペラシャフトとを含み、前記方法は、 前記エンジン・トルクを、(a)前記変速機の現係合ギ
    ア比の最大入力トルク容量、(b)前記プロペラシャフ
    トの最大動作トルク容量、および(c)前記駆動軸の最
    大動作トルク容量、の内の最小のものに基づいて制限す
    るステップ、 から成り、更に、 前記変速機の前記現係合ギア比の前記最大入力トルク容
    量によって、得られるエンジン・トルクを制限する、第
    1エンジン燃料供給率を決定するステップと、 前記プロペラシャフトの前記最大動作トルク容量によっ
    て、得られるエンジン・トルクを制限する、第2エンジ
    ン燃料供給率を決定するステップと、 前記駆動軸の最大動作トルクによって、得られるエンジ
    ン・トルクを制限する、第3エンジン燃料供給率を決定
    するステップと、 実際のエンジン燃料供給率を、前記第1、第2および第
    3のエンジン燃料供給率の内の最小のものとして定める
    ステップと、 前記実際のエンジン燃料供給率にしたがって、前記エン
    ジンに燃料を供給するステップと、 を含むことを特徴とするトルク調整方法。
  2. 【請求項2】内燃エンジンによって車両の自動ドライブ
    トレインに加えられるトルクを調整する方法であって、
    前記エンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供給率
    にしたがってトルクを生成し、前記ドライブトレイン
    は、前記エンジンに結合しており複数の係合可能ギア比
    を有する変速機と、駆動軸と、前記変速機を前記駆動軸
    に結合するプロペラシャフトとを含み、前記方法は、 前記エンジン・トルクを、(a)前記変速機の現係合ギ
    ア比の最大入力トルク容量、(b)前記プロペラシャフ
    トの最大動作トルク容量、および(c)前記駆動軸の最
    大動作トルク容量、の内の最小のものに基づいて制限す
    るステップ、 から成り、更に、 前記現係合ギア比が前記変速機の低い方のギアに対応す
    る場合のみ、前記3つのトルク容量の内の前記最小のも
    のに基づいてエンジン燃料供給率を決定し、その他の場
    合、前記エンジン燃料供給率を前記変速機の前記現係合
    ギア比の前記最大入力トルク容量に基づいて決定するス
    テップを含むこと、 を特徴とするトルク調整方法。
  3. 【請求項3】内燃エンジンによって車両の自動ドライブ
    トレインに加えられるトルクを調整する方法であって、
    前記エンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供給率
    にしたがってトルクを生成し、前記ドライブトレイン
    は、前記エンジンに結合しており複数の係合可能ギア比
    を有する変速機と、駆動軸と、前記変速機を前記駆動軸
    に結合するプロペラシャフトとを含み、前記方法は、 前記エンジン・トルクを、(a)前記変速機の現係合ギ
    ア比の最大入力トルク容量、(b)前記プロペラシャフ
    トの最大動作トルク容量、および(c)前記駆動軸の最
    大動作トルク容量、の内の最小のものに基づいて制限す
    るステップ、から成り、更に、 前記変速機の前記現係合ギア比を感知するステップと、 前記現係合ギア比が前記変速機の有効ギア比を示す場合
    にのみ、前記現係合ギア比にしたがって前記エンジン・
    トルクを制限するステップと、 を含むこと、を特徴とするトルク調整方法。
  4. 【請求項4】請求項3記載の方法において、更に、 車両速度を感知するステップと、 前記現係合ギア比が前記変速機の無効ギア比を示し、か
    つ前記車両速度が予め定めた車両速度よりも低い場合、
    前記係合可能な変速機のギアの最も低いギアの前記最大
    入力トルク容量にしたがって前記エンジン・トルクを制
    限するステップと、 を含むこと、を特徴とするトルク調整方法。
  5. 【請求項5】請求項4記載の方法において、更に、前記
    現係合ギア比が前記変速機の無効ギア比を示し、かつ前
    記車両速度が前記予め定めた車両速度よりも高い場合、
    前記変速機の予め定めた入力トルク容量にしたがって前
    記エンジン・トルクを制限するステップを含むこと、を
    特徴とするトルク調整方法。
  6. 【請求項6】内燃エンジンによって車両の自動ドライブ
    トレインに加えられるトルクを調整する制御システムで
    あって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結合
    しており複数の係合可能ギア比を有する変速機と、駆動
    軸と、前記変速機を前記駆動軸に結合するプロペラシャ
    フトとを含み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    してそれに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供給
    系と、 前記変速機の現係合ギア比を判定し、それに対応するギ
    ア比信号を供給する手段と、 前記ギア比信号に応答して、エンジン燃料供給率信号
    を、(a)前記変速機の現係合ギア比の最大入力トルク
    容量、(b)前記プロペラシャフトの最大動作トルク容
    量、および(c)前記駆動軸の最大動作トルク容量、の
    内の最小のものに基づいて決定するプロセッサと、 から成り、 前記プロセッサは、(a)得られるエンジン出力トルク
    を前記変速機の前記現係合ギア比の前記最大入力トルク
    容量によって制限する燃料供給率に対応する、第1エン
    ジン燃料供給率信号、(b)得られるエンジン出力トル
    クを前記プロペラシャフトの前記最大動作トルク容量に
    よって制限する燃料供給率に対応する、第2エンジン燃
    料供給率信号、(c)得られるエンジン・トルクを前記
    駆動軸の前記最大動作トルク容量によって制限する燃料
    供給率に対応する、第3エンジン燃料供給率信号、を決
    定するように動作可能であること、 を特徴とする制御システム。
  7. 【請求項7】内燃エンジンによって車両の自動ドライブ
    トレインに加えられるトルクを調整する制御システムで
    あって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結合
    しており複数の係合可能ギア比を有する変速機と、駆動
    軸と、前記変速機を前記駆動軸に結合するプロペラシャ
    フトとを含み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    してそれに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供給
    系と、 前記変速機の現係合ギア比を判定し、それに対応するギ
    ア比信号を供給する手段と、 前記ギア比信号に応答して、エンジン燃料供給率信号
    を、(a)前記変速機の現係合ギア比の最大入力トルク
    容量、(b)前記プロペラシャフトの最大動作トルク容
    量、および(c)前記駆動軸の最大動作トルク容量、の
    内の最小のものに基づいて決定するプロセッサと、 から成り、 前記プロセッサは、前記現係合ギア比が前記変速機の低
    い方のギアに対応する場合にのみ、前記3つのトルク容
    量の内の前記最小のものに基づいてエンジン燃料供給率
    を決定し、その他の場合、前記変速機の前記現係合ギア
    比の前記最大入力トルク容量に基づいて前記エンジン燃
    料供給率を決定するように動作可能であること、 を特徴とする制御システム。
  8. 【請求項8】請求項6記載の制御システムであって、更
    に、複数の燃料供給率信号を内部に格納してあるメモリ
    部を含み、前記プロセッサは、前記現係合ギア比信号に
    したがって、前記複数の燃料供給率信号の内最適な信号
    を検索することによって、前記第1燃料供給率信号を決
    定すること、を特徴とする制御システム。
  9. 【請求項9】請求項8記載の制御システムにおいて、前
    記プロペラシャフトの前記最大入力トルク容量および前
    記駆動軸の前記最大入力トルク容量は、前記メモリ部内
    に記憶してあり、 前記プロセッサは、前記プロペラシャフトおよび駆動軸
    それぞれの前記最大入力トルク容量にしたがって、前記
    複数の燃料供給率信号の内適切な信号を検索することに
    よって、前記第2および第3燃料供給率信号を決定する
    こと、 を特徴とする制御システム。
  10. 【請求項10】請求項9記載の制御システムにおいて、
    前記プロペラシャフトの前記最大入力トルク容量および
    前記駆動軸の前記最大入力トルク容量は、ユーザがプロ
    グラム可能なデータ値であること、を特徴とする制御シ
    ステム。
  11. 【請求項11】内燃エンジンによって車両の自動ドライ
    ブトレインに加えられるトルクを調整する制御システム
    であって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結
    合しており複数の係合可能ギア比を有する変速機と、駆
    動軸と、前記変速機を前記駆動軸に結合するプロペラシ
    ャフトとを含み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    してそれに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供給
    系と、 前記変速機の現係合ギア比を判定し、それに対応するギ
    ア比信号を供給する手段と、 前記ギア比信号に応答して、エンジン燃料供給率信号
    を、(a)前記変速機の現係合ギア比の最大入力トルク
    容量、(b)前記プロペラシャフトの最大動作トルク容
    量、および(c)前記駆動軸の最大動作トルク容量、の
    内の最小のものに基づいて決定するプロセッサと、 から成り、 更に、前記プロセッサに接続したデータ通信リンクを含
    み、前記第1エンジン燃料供給率信号は、前記データ通
    信リンクを通じて、遠隔プロセッサから前記プロセッサ
    に供給するようにしたこと、 を特徴とする制御システム。
  12. 【請求項12】内燃エンジンによって自動車の自動ドラ
    イブトレインに加えられるトルクを調整する方法であっ
    て、前記エンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供
    給率にしたがってトルクを生成し、前記ドライブトレイ
    ンは、前記エンジンに結合しており複数の係合可能ギア
    比を有する変速機を含み、前記方法は、 前記変速機の現係合ギア比を判定するステップと、 前記車両が静止状態にある場合、前記現係合ギア比を、
    前記変速機のギアの内最も低いもののギア比に設定する
    ステップと、 前記変速機の前記現係合ギア比の最大入力トルク容量に
    よって、得られるエンジン・トルクを制限する、調整エ
    ンジン燃料供給率を決定するステップと、 前記変速機の公称入力トルク容量によって、得られるエ
    ンジン・トルクを制限するデフォルト・エンジン燃料供
    給率を決定するステップと、 前記調整エンジン燃料供給率を前記デフォルト・エンジ
    ン燃料供給率と比較するステップと、 前記調整エンジン燃料供給率が前記デフォルト・エンジ
    ン燃料供給率を超過した場合、前記調整エンジン燃料供
    給率にしたがって前記エンジンに燃料供給し、その他の
    場合、前記デフォルト・エンジン燃料供給率にしたがっ
    て前記エンジンに燃料供給を行うステップと、 から成るトルク調整方法。
  13. 【請求項13】内燃エンジンによって車両の自動ドライ
    ブトレインに加えられるトルクを調整する制御システム
    であって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結
    合しており複数の係合可能ギア比を有する変速機を含
    み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    して、それに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供
    給系と、 前記変速機の現係合ギア比を判定し、それに対応するギ
    ア比信号を供給する手段と、 車両速度を感知し、それに対応する車両速度信号を生成
    する車両速度センサと、 前記ギア比信号を受け取り、その有効性を判定するプロ
    セッサであって、該プロセッサは、有効なギア比信号に
    応答して、前記現係合ギア比の最大入力トルク容量によ
    って、得られるエンジン出力トルクを制限する燃料供給
    率に対応する第1エンジン燃料供給率信号を決定し、前
    記プロセッサは、無効のギア比信号および前記車両速度
    信号に応答して、前記車両速度信号が予め定めた車両速
    度信号レベルよりも低い場合、前記変速機の前記係合可
    能ギアの最も低いものの最大入力トルク容量によって、
    得られるエンジン出力トルクを制限する燃料供給率に対
    応する第2エンジン燃料供給率信号を決定し、前記第1
    および第2エンジン燃料供給率信号の内の一方として前
    記燃料供給率信号を供給する、前記プロセッサと、から
    成る制御システム。
  14. 【請求項14】請求項13記載の制御システムにおい
    て、前記プロセッサは、更に、前記無効のギア比信号お
    よび前記車両速度信号に応答し、前記車両速度信号が前
    記予め定めた車両速度信号レベルよりも高い場合、前記
    変速機の公称入力トルク容量によって、得られるエンジ
    ン出力トルクを制限する燃料供給率に対応する、第3エ
    ンジン燃料供給率信号を決定し、 前記プロセッサは、更に、前記第1、第2および第3エ
    ンジン燃料供給率信号の1つとして、前記燃料供給率信
    号を供給すること、 を特徴とする制御システム。
  15. 【請求項15】内燃エンジンによって自動車の自動ドラ
    イブトレインに加えられるトルクを調整する方法であっ
    て、前記エンジンは、その燃料供給系に供給する燃料供
    給率にしたがってトルクを生成し、前記ドライブトレイ
    ンは、前記エンジンに結合しており複数の係合可能ギア
    比を有する変速機を含み、前記方法は、 前記変速機の公称入力トルク容量によって、得られるエ
    ンジン・トルクを制限するデフォルト・エンジン燃料供
    給率を決定するステップと、 前記変速機の現係合ギア比を決定するステップと、 前記変速機の前記現係合ギア比の最大入力トルク容量に
    よって、得られるエンジン・トルクを制限する調整エン
    ジン燃料供給率を決定するステップと、 前記車両の加速率に対応する加速度値を判定するステッ
    プと、 エンジン動作動力に対応するエンジン動力値を判定する
    ステップと、 前記加速度値が予め定めた加速率未満であり、かつ前記
    エンジン動力値がスレッシュホールド値より大きい場
    合、実際のエンジン燃料供給率を、前記調整エンジン燃
    料供給率として定め、その他の場合、前記デフォルト・
    エンジン燃料供給率として、前記実際のエンジン燃料供
    給率を定めるステップと、 前記実際のエンジン燃料供給率にしたがって前記エンジ
    ンに燃料を供給するステップと、 から成るトルク調整方法。
  16. 【請求項16】内燃エンジンによって車両の自動ドライ
    ブトレインに加えられるトルクを調整する制御システム
    であって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結
    合しており複数の係合可能ギア比を有する変速機を含
    み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    して、それに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供
    給系と、 前記変速機の現係合ギア比を判定し、それに対応するギ
    ア比信号を供給する手段と、 エンジン速度を感知し、それに対応するエンジン速度信
    号を生成するエンジン速度センサと、 車両速度を感知し、それに対応する車両速度信号を生成
    する車両速度センサと、 前記ギア比信号に応答して、前記現係合ギア比の最大入
    力トルク容量によって、得られるエンジン出力トルクを
    制限する燃料供給率に対応する第1エンジン燃料供給率
    信号を決定するプロセッサであって、該プロセッサは、
    更に、前記変速機の公称入力トルク容量によって、得ら
    れるエンジン出力トルクを制限する燃料供給率に対応す
    る第2エンジン燃料供給率信号を決定し、前記プロセッ
    サは前記車両速度信号に応答して、車両加速率を判定
    し、更に前記エンジン速度信号に応答してエンジン動作
    動力を決定し、前記車両加速度が予め定めた加速率未満
    であり、かつ前記エンジン動作動力がスレッシュホール
    ド値より大きい場合、前記第1エンジン燃料供給率信号
    として、その他の場合前記第2エンジン燃料供給率信号
    として、前記燃料供給率信号を供給する前記プロセッサ
    と、 から成る制御システム。
  17. 【請求項17】請求項16記載の制御システムであっ
    て、更に、前記予め定めた加速率を内部に格納したメモ
    リ部を含むこと、を特徴とする制御システム。
  18. 【請求項18】請求項17記載の制御システムにおい
    て、前記メモリ部内に格納した前記予め定めた加速率
    は、ユーザがプログラム可能なデータ値であること、を
    特徴とする制御システム。
  19. 【請求項19】内燃エンジンによって車両の自動ドライ
    ブトレインに加えられるトルクを調整する制御システム
    であって、前記ドライブトレインは、前記エンジンに結
    合しており複数の係合可能ギア比を有する変速機を含
    み、前記システムは、 前記エンジンと関連付けてあり、燃料供給率信号に応答
    して、それに応じたエンジン出力トルクを与える燃料供
    給系と、 前記変速機に関連する第1プロセッサであって、前記変
    速機の現係合ギア比を判定し、前記現係合ギア比の最大
    入力トルク容量によって、得られるエンジン出力トルク
    を制限する燃料供給率に対応する調整エンジン燃料供給
    率信号を生成する、前記第1プロセッサと、 前記エンジンに関連する第2プロセッサであって、該第
    2プロセッサは、前記変速機の公称入力トルク容量によ
    って、得られるエンジン出力トルクを制限する燃料供給
    率に対応するデフォルト燃料供給率信号を決定し、前記
    第1プロセッサからの前記調整燃料供給率信号を受け取
    り、前記調整燃料供給率信号および前記デフォルト燃料
    供給率信号の内大きな方として、前記燃料供給率信号を
    前記燃料供給系に供給する前記第2プロセッサと、 から成る制御システム。
  20. 【請求項20】請求項19記載の制御システムであっ
    て、更に、前記第1および第2プロセッサに接続したデ
    ータ通信リンクを含み、前記第1プロセッサは、前記通
    信リンクを通じて、前記調整燃料供給率信号を前記第2
    プロセッサに供給すること、を特徴とする制御システ
    ム。
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