JP5227186B2 - 車両内の自動クラッチの解除を制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の記載にしたがって自動ディスククラッチを制御する方法に関し、該ディスククラッチは内燃機関から変速機へ推進力を伝達するために自動車内に配置されるものである。

本発明はまた、前記方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。

機械式自動変速機（ＡＭＴ）形式の自動または半自動変速機は、マイクロプロセッサシステムが次第に発達するのに伴って大型車両においてより一般的になってきており、制御コンピュータや、例えばサーボモータなどの多くの制御装置を用いて、エンジン速度、エンジンとギアボックスの間の自動ディスククラッチの係合と解除、ギアボックスのクラッチ部材を互いに対して正確に調整することができるので、常に適切なエンジン速度でスムーズなギアチェンジが行える。

ＡＭＴは通常、入力軸と、該入力軸上の歯車と噛み合う少なくとも１つの歯車を有する中間軸と、該中間軸上の歯車と噛み合う歯車を有する主軸とからなる。該主軸はさらに、例えばプロペラ軸を介して駆動輪に連結された出力軸に接続される。各々の歯車対は、該ギアボックス内の別の歯車対とは異なる歯車比を有する。さまざまな歯車対がエンジンから該駆動輪へトルクを伝達する、さまざまな速度伝達比が得られる。

コンピュータ技術の発達は車両エンジンに関する電子制御フィードバックシステムにも影響を与えており、これらのシステムはより正確かつ高速になり、現行のエンジンおよび環境条件により適したものになってきている。燃焼プロセス全体は、あらゆる運転状況にしたがって正確に制御することができる。主にエンジンへの燃料供給を制御する車両のスロットルレバー（例えば、アクセルペダル）は、電気配線と電子信号を介して車両のエンジンを制御する。そのため、スロットルレバーは、スロットルレバー位置、すなわち要求されているスロットル開度を検出するためのセンサを備えている。

自動クラッチおよび変速機を備えた車両の運転手がアクセルペダルを踏まずに坂を下っている、例えば、エンジンの速度がエンジンのアイドル速度付近に達する低速ギアが係合している（高い歯車比の）場合、エンジンが車両を少なくともわずかに減速するのに十分な一定量のエンジン制動力を発生させると、最終的にエンジン速度はエンジンのアイドル速度に近接することになり、通常クラッチの解除が起こる。この状況下でクラッチがフットブレーキを作動させずに、またはほんのわずかに作動させて解除されると、車両はエンジンの制動力の消失によって急激に加速する。この状況において、ほんのわずかにフットブレーキを作動させると、制動力の大部分がエンジンから生じることになり、エンジンが車両の変速機および駆動輪から外されると、急加速が起こる。運転手はこの状況で、特にブレーキペダルを軽く踏んでクラッチを解除する場合、おそらく不快に感じるであろう。

本発明の目的は、クラッチの解除、またさらにはブレーキペダルを軽く踏んでクラッチを解除することによって車両の急加速が起こる状況が発生する可能性を排除することである。

本発明に係る方法は車両内の自動クラッチの解除を制御する方法であり、該クラッチの主要機能は該車両内に配置された内燃機関から該車両内に配置された変速機の入力軸へ推進力を伝達することであり、エンジンの回転速度はスロットル制御装置によって制御される。該方法は、該クラッチが解除される第１エンジン回転速度制限値の低下が、該車両の下り坂走行や該スロットル制御装置のゼロ変位を検知したときに開始されることを特徴とする。

本発明に係る方法の利点は、エンジンアイドル速度調節器が作動するように、クラッチが通常よりも遅れて解除されることであり、エンジンに正の出力トルクを発生させて、クラッチが解除される際のエンジンの制動トルクの消失の影響を減少させる。これにより、運転手の不快感は減少するであろう。

本発明に係る方法の一実施形態によれば、前記エンジンアイドル速度調節器の作動が明示される。この実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値は、車両内に配置されたエンジンアイドル速度調節器が作動し、前記内燃機関へ燃料を噴射し始める速度を下回るエンジン速度まで低下する。これにより、クラッチが解除される際のエンジン制動トルクの消失の不快な影響が減少する。

該方法の別の実施形態によれば、前記第１エンジン回転速度制限値は、車両内に配置されたエンジンアイドル速度調節器が、エンジンからの総計出力トルクがほぼゼロになるように、電流抑制する負のエンジントルクと等しい正のエンジントルクに対応する量の燃料を噴射する速度まで低下する。該クラッチが解除される際のエンジン制動トルクの消失による車両の加速影響は、完全に排除される。

本発明に係る方法のさらなる実施形態によれば、第１エンジン回転速度制限値の前記低下は、車両内のフットブレーキペダルが軽く踏まれること、若しくは全く踏まれないことを更に検知したときにのみ開始される。これにより、該車両の運転手は、該ブレーキペダルを軽く踏んでも車両が加速することのないように保証される。この実施形態のさらなる展開によれば、前記フットブレーキペダルが軽く踏まれることは、前記フットブレーキペダルの全変位可能量の２５％以下の変位量に相当する。

本発明のさらに有利な実施形態は、特許請求項１に続く従属特許請求項から明らかになる。

本発明は、説明のために、本発明のさらなる好適な実施形態と、さらに技術的背景も示す添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。

一実施形態では、車両１は内燃機関２、例えばディーゼルエンジンを備えており、該内燃機関は、クラッチケース２２に囲まれる乾式ディスククラッチ３に連結されるクランク軸２１を有する。クランク軸２１は非回転式に入力軸（図示せず）に接続され、該入力軸は変速機４のハウジング２３内に回転可能に取り付けられている。主軸および中間軸も、同じく変速機ハウジング２３内に回転可能に取り付けられているが、図示されていない。

変速機制御ユニット１６は、プログラムされた論理規則にしたがって変速機の入力軸と出力軸５をさまざまな歯車比で係合させる、さまざまな空気圧作動ピストンシリンダ装置を制御するために配置される。変速機制御ユニット１６はまた、例えばギアシフトまたはエンジンアイドル速度を下回る車両速度の際に、エンジン２と変速機４の係合／解除を行うクラッチ３を制御するためにも配置される。出力軸は推進軸に切り替わり、変速機を駆動後輪６に接続する。

ギアシフトをいつ行い、どのギアにするかを決めるのは従来技術の方法であり、この文献では詳細に説明しない。クラッチ３をいつ解除するかは、従来技術にしたがって、エンジン回転速度、アクセルペダル位置、入力軸回転速度、エンジン速度減速等のパラメータに基づいて決定することができる。

エンジン２は従来技術によるエンジンアイドル速度調節器２０を備えており、したがって、通常はエンジンアイドル速度調節器２０がエンジン速度を下回らせない、エンジンアイドル速度が存在する。エンジンアイドル速度調節器２０は、好ましくはエンジン制御ユニット１２内に配置される。エンジンアイドル速度調節器は、エンジンアイドル速度調節機能を実行するように設計された、エンジン制御ユニット１２内のプログラムコードにすることができる。変速機制御ユニット１６がエンジンアイドル速度付近までエンジン速度が低下するエンジン速度の減速を検知すると、変速機制御ユニット１６はエンジン２が停止するのを防ぐためにクラッチの解除を開始することができる。

エンジン２から供給されたトルクは、既知の方法でスロットル制御装置１３（好ましくはアクセルペダル）によって制御される。スロットル制御装置位置は角度センサから得られて、スロットル制御ユニット１４によって登録される。

車両１はまたフットブレーキシステムを備えており、該フットブレーキシステムは、非駆動前輪７および駆動後輪６に配置されたフットブレーキ作動装置８と、フットブレーキ制御装置９（好ましくはブレーキペダル）と、ブレーキ制御ユニット１０とからなる。フットブレーキシステムの機能は従来技術に従うものである。

車両内のさまざまな制御ユニットは、好ましくは車両内に配置されたデータバスシステム１５を介して既知の方法で通信し合う。したがって、変速機制御ユニット１６を配置して、スロットル制御装置位置に応じて燃料噴射（すなわちエンジン速度およびトルク）を間接的に制御し、例えば前記クラッチ３を調節するクラッチ作動装置１７の空気圧ピストンシリンダ装置への給気を直接的に制御することができる。

ギア選択レバー２４が自動ギア選択モードに位置している場合、ギア選択およびシフト決定は、従来技術から知られている、車両速度、エンジン速度、車両速度の変化率、エンジン速度の変化率、スロットル制御装置位置、スロットル制御装置位置の変化率、車両制動システムの作動、現在係合している歯車比、道路勾配等の特定の測定および／または計算されたパラメータに基づいて、変速機制御ユニット１６によって自動的に行われる。道路の勾配は、例えば圧電性勾配センサなどの既知の方法で検知することができる。このセンサは、好ましくは変速機制御ユニット１６内に配置される。

車両１内の変速機制御ユニット１６は本発明の一実施形態にしたがって、上述のように、
−下り坂の車両走行、
−スロットル制御装置のゼロ変位
を検知することによって、特定の車両状態を認識するようにプログラムされる。

前記特定の状態が検知されると、前記変速機制御ユニット１６は本発明にしたがって、従来技術によるクラッチ３が解除される第１エンジン回転速度制限値を低下させるようにプログラムされる。したがって、本発明によれば、クラッチ３の解除は前記状態の間、低エンジン速度まで延期される。エンジン速度がエンジンアイドル速度に近接する低速度まで低下すると、前記エンジンアイドル速度調節器２０が作動して、エンジン速度のさらなる減速を止めようとエンジン２に一定量の燃料を噴射し始める。燃料の噴射によって、エンジン２は、例えば、エンジンのさまざまな部品と、発電機および空気圧縮機のようなさまざまな補助装置の荷重との間の摩擦による、エンジン内のさまざまな損失によって生じるエンジン２からの負の出力トルクを相殺する、一定量の正のエンジントルクを発生させる。

本発明の好適な実施形態では、前記変速機制御ユニット１６は、エンジン２からの前記正の出力トルク（エンジンアイドル速度調節器２０によって制御される）が同じエンジンからの負の出力トルクと等しくなる時を検知および計算するようにプログラムされる。前記正および負のエンジントルクがほぼ等しい場合、前記変速機制御ユニット１６はクラッチ３の解除を開始するようにプログラムされる。エンジン２からの正味出力トルクがゼロなので、エンジン２が車両の変速機４および駆動輪６から外されたときに、車両１の加速／減速に変化が起こらない。

正のエンジン出力トルクは、既知の方法でエンジン内に噴射された燃料の量を知ることによって計算することができる。負のエンジン出力トルクは、従来技術にしたがってさまざまな方法で推定することができる。別の手段として、エンジン出力軸上である種のトルクセンサを使用することもできる。トルクセンサがゼロトルクを測定すると、正および負のエンジントルクが等しくなる。

本発明の好適な実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値はエンジンアイドル速度未満の値まで低下する。一例として、大型トラックでは、第１エンジン回転速度制限値が、例えば６５０ｒｐｍから６００ｒｐｍまで低下することになる。この実施形態にしたがったエンジン速度制限値は、変速機制御ユニット１６内に初期設定された値にすることができる。

本発明の別の好適な実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値の低下の規模は前記下り坂の勾配の最小角度に応じて決定される。

本発明のさらなる好適な実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値の低下の規模はさらにエンジン速度の減速に応じて決定される。

本発明の別の好適な実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値を低下させる前記機能は、推定された正味トルク出力が一定の制限値を上回ったときに動力伝達系統が解除されるという、エンジントルクの状態によって補完される。

本発明の一実施形態では、前記第１エンジン回転速度制限値を低下させる前記機能は、車両内のフットブレーキペダル９が強く踏まれていないときにのみ開始される。前記強く踏むということは、前記フットブレーキペダルの全変位可能量の２５％を上回る変位量に相当する。

本発明による前記第１エンジン回転速度制限値を低下させる機能は、高速または低速ギア速度比を用いる両方の場合に使用することができる。

図２は本発明の一実施形態にしたがった装置５００を示しており、該装置は、不揮発性メモリ５２０と、プロセッサ５１０と、リードライトメモリ５６０とからなる。メモリ５２０は、装置５００を制御するためのコンピュータプログラムが記憶される第１メモリ部５３０を有する。装置５００を制御するためのメモリ部５３０内のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムにすることができる。

装置５００は、例えば変速機制御ユニット１６等の制御ユニットで囲むことができる。データ処理ユニット５１０は、例えばマイクロコンピュータを含むことができる。

メモリ５２０はまた、本発明にしたがってクラッチ解除を制御するためのプログラムが記憶される第２メモリ部５４０を有する。代替実施形態では、クラッチ解除機能を制御するためのプログラムは、例えば、ＣＤまたは交換可能な半導体メモリ等の別個の不揮発性データ記憶媒体５５０内に記憶される。プログラムは、実行形式または圧縮状態で記憶することができる。

以下にデータ処理ユニット５１０が特定機能を実行する場合を述べると、データ処理ユニット５１０がメモリ５４０内に記憶されたプログラムの特定部分または不揮発性記憶媒体５５０内に記憶されたプログラムの特定部分を実行していることが明らかとなる。

データ処理ユニット５１０は、データバス５１４を介してメモリ５５０と通信するように調整される。データ処理ユニット５１０はまた、データバス５１２を介してメモリ５２０と通信するように調整される。さらに、データ処理ユニット５１０は、データバス５１１を介してメモリ５６０と通信するように調整される。データ処理ユニット５１０はまた、データバス５１５を用いてデータポート５９０と通信するように調整される。

本発明に係る方法は、データ処理ユニット５１０によって、データ処理ユニット５１０がメモリ５４０内に記憶されたプログラムまたは不揮発性記憶媒体５５０内に記憶されたプログラムを実行することによって、実行することができる。

本発明は上述の実施形態に限定されるとみなされるべきではなく、多くのさらなる変形例および修正形態が以下の特許請求項の範囲内にあると考えることができる。

本発明に係る車両構造の好適な実施形態を概略的に示す。 本発明の実施形態にしたがって使用されるコンピュータ装置を概略的に示す。

Claims (7)

1. 車両（１）内の自動クラッチ（３）の解除を制御する方法であって、該クラッチ（３）の主要機能は該車両内に配置された内燃機関（２）から該車両内に配置された変速機（４）の入力軸へ推進力を伝達することであり、エンジンの回転速度がスロットル制御装置（１３）によって制御され、前記クラッチ（３）が解除状態となるエンジンの回転速度である第１エンジン回転速度制限値が、通常の走行状態における値から、前記車両（１）の下り坂走行を検知し且つ前記スロットル制御装置（１３）のゼロ変位を検知した特定の走行状態において低下するように制御するようになっており、
   前記第１エンジン回転速度制限値は、前記車両内に配置されたエンジンアイドル速度調節器（２０）が作動し、前記エンジン（２）からの総計出力トルクがほぼゼロになるように電流抑制する負のエンジントルクと等しい正のエンジントルクに対応する量の燃料を噴射する速度まで、低下することを特徴とする方法。
2. 前記第１エンジン回転速度制限値は、前記車両（１）内に配置されたエンジンアイドル速度調節器（２０）が作動し、前記内燃機関（２）へ燃料を噴射し始める速度を下回るエンジン速度まで低下することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１エンジン回転速度制限値の低下は、前記車両（１）内のフットブレーキペダル（９）が軽く踏まれること、若しくは全く踏まれないことを、更に検知したときにのみ開始されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記フットブレーキペダル（９）が軽く踏まれることは、前記フットブレーキペダル（９）の全変位可能量の２５％以下の変位量に相当することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. コンピュータ上で実行する際に、請求項１に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
6. コンピュータ上で実行する際に、請求項１に記載の方法を実行するためにコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
7. コンピュータ内の内部メモリ内に直接ロード可能なコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータ上で実行する際に、請求項１に記載の方法を実行するための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。

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