JP6401253B2 - 車両の始動ギアの調整方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動マニュアル変速機を備える大型車両の始動ギアを調整する方法及び装置に関する。本発明は、さらに、コンピュータ上での動作時に当該方法を行うように構成されるコンピュータプログラム、並びに、コンピュータ可読媒体上に記憶される当該プログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム製品に関する。前述の方法は、長い列で走行する車両、又は、複数回の停止／発進が起こる交通渋滞にある車両に有利である。

現代の車両には、多くの場合において、運転手の快適性を向上するためにクルーズ・コントロール・システムが設けられる。一部のクルーズ・コントロール・システムには、前方車両の速度に対してクルーズ速度を調整可能とするために、前方車両までの距離を監視する距離測定機器を使用するアダプティブ・コントロール・システム等の機能がさらに設けられる。当該システムは、クルーズ・コントロール・システムの安全性を向上するが、これは、前方車両に対して最低距離又は最低時間間隔が維持されるためである。一部のシステムは、最低距離又は最低時間間隔が維持されない場合、あるいは、前方車両までの距離が一定の割合で減少する場合に、車両にブレーキをかける。クルーズ・コントロール・システムは、エンジンからの推進トルクのみを使用すること、あるいは、車両のブレーキも使用することによって、設定速度を維持するように構成されてもよい。これは、特に、エンジンブレーキ及びリターダ等の補助ブレーキが設けられる大型車両で一般的である。車両のクルーズ・コントロール・システムの別の機能は、エコドライブ設定であってもよく、当該設定において、クルーズ・コントロール・システムの制御パラメータが経済性について決定される。前方車両までの距離又は時間間隔は、異なる方法で測定可能であるが、レーダ装置が多くの場合において使用される。

また、多くの大型車両には、自動マニュアル変速機（ＡＭＴ）が設けられ、ＡＭＴは、自動で係合／解放可能な１つ又は２つのクラッチが設けられるマニュアル変速機である。これにより、トルクコンバータを備える通常の自動変速機を使用する必要なく、自動でギアチェンジが可能となる。ＡＭＴを使用することによって、変速機の重量及び複雑性が減少し、燃料消費量の削減も可能となる。アダプティブ・クルーズ・コントロールは、ＡＭＴの制御ユニットに対して入力を行うことによって、設定クルーズ速度を維持するために変速機を使用することも可能である。

ＡＭＴを備える車両においては、運転手が特定の始動ギアを選択することも可能であるが、始動ギアは自動的に選択される。制御システムは、車両の負荷、エンジンの種類、エンジン性能、傾斜、選択運転モード等の車両パラメータを検出し、適切な始動ギアを予め選択する。始動ギアは、通常、運転手の快適性を向上し、ギアチェンジの数を減らすために可能な限り高いギアに選択されている。

しかしながら、場合によっては、上述の動作が改善可能である。従って、大型車両の始動ギアの調整方法及び装置を改善する必要がある。

本発明は、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整するために改善された方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整するために改善された装置を提供することを目的とする。

本発明に係る課題の解決方法は、方法についての請求項１の特徴部分、装置についての請求項７、コンピュータプログラムについての請求項１４、並びに、コンピュータプログラム製品についての請求項１５において説明される。その他の請求項には、本願方法及び装置のさらに有利な改善が含まれる。

大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する方法であって、事前選択始動ギアが大型車両の車両パラメータに応じて制御ユニットによって選択される方法において、上述の課題は以下の構成によって解決される：始動ギアは、大型車両の前方の車両の移動動作に応じて事前選択始動ギアから下げられる。

本願方法によって、大型車両における自動マニュアル変速機の始動ギアは、現在の交通状況に対して調整可能である。通常、始動ギアは、車両の制御ユニットによって決定及び設定される。始動ギアは、通常、車両の総重量、負荷、トレーラ構成、エンジン性能等の異なる車両パラメータに応じて選択される。始動ギアは、過度のクラッチ滑りが発生することなく適切な始動サイクルを既定の車両パラメータで車両が実行可能なように、選択される。

本願方法は、車両が一列に並んでいるときに特に有用である。始動ギアの調整は、前方車両の移動動作に応じて事前選択始動ギアから始動ギアを下げることによって行われる。このような方法で、クラッチが完全に係合したときに、車両が始動ギアで前方車両の推定速度に至るように、始動ギアが選択可能である。始動ギアは、ギアを１つ以上下げられる。始動ギアを下げることによる効果は、始動サイクル完了時にクラッチが完全に係合することである。前方車両の移動動作に対して始動ギアを調整することによって、車両が一列で走行中に始動ギアを使用することも可能であり、これによって、始動サイクル後に不要にギアを低速に切り替えることがなくなるか、不要なクラッチ滑りが回避される。

調整始動ギアは、好ましくは、前方車両の移動動作の種類に応じて選択される。前方車両の移動動作が加速走行である場合には、適切な始動サイクルを行うために、始動ギアが下げられたか否か、どれくらい下げられたかを判断するために加速度が使用される。前方車両の移動動作が実質的に定速走行である場合には、始動サイクル完了時に前方車両に対応する速さに車両が至るように、選択始動ギアが選択される。一方、前方車両の移動動作によって、事前選択始動ギアが最良の選択であると判断された場合には、始動ギアの調整が行われない。これは、例えば、前方車両が比較的速い速度で加速する場合、あるいは、前方車両までの距離が比較的長い場合であってもよい。

さらに低速の始動ギアを選択し、どれくらい始動ギアが下げられたかを判断することによって始動ギアを調整するタイミングは、好ましくは、前方車両の移動動作に基づく所定の閾値によって決定される。

大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する装置であって、当該装置は、大型車両の車両パラメータに応じて始動ギアを予め選択するように構成される制御ユニットを含む装置において、上述の課題は以下の構成によって解決される：大型車両の前方の車両の移動動作を検出する手段を含み、制御ユニットは、前方車両の検出移動動作に応じて事前選択始動ギアから始動ギアを下げるように構成される。

大型車両における自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する装置の第１の実施形態によれば、本願装置は、大型車両の車両パラメータに応じて始動ギアを予め選択するように構成される制御ユニットと、大型車両の前方の車両の移動動作を検出する手段と、を含む。制御ユニットは、前方車両の検出移動動作に応じて事前選択始動ギアから始動ギアを下げるように構成される。制御ユニットは、例えば、好ましくはアダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニットと相互作用するか、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニットにおいて一体化される変速制御ユニットであってもよい。制御ユニットは、独立型の制御ユニットであるか、任意の好適な制御ユニットにおいて一体化されてもよい。前方車両の移動動作を検出する手段は、好ましくは、レーダであるが、画像検出、レーザ・スキャナ、移動動作についての情報を送る、前後の車両間における無線通信等のその他の技術的方法であってもよい。

本発明は、添付の図面を参照して、以下でより詳細に説明される。

本発明に係る、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する装置を示す概略図である。 本発明の装置を含む車両を示す。 本発明に係る、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する発明方法を概略的に示すフロー図である。

以下で説明する、さらに改善された本発明の実施形態は、例示であり、特許請求の範囲による保護の範囲を限定するものではない。本願方法及び装置は、特に、トラック及びバス等の大型車両に適する。

図１は、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する装置を概略的に示し、図２は、当該装置を有する車両を示す。車両１０は、エンジン１１と、変速機１２と、変速制御ユニット５と、装置１と、を備える。装置１は、車両制御ユニット２を含み、車両制御ユニット２は、独立型の制御ユニットであるか、例えば車両内の別の電子制御ユニットにおけるソフトウェアモジュールとして一体化されてもよい。車両制御ユニット２は、車両パラメータについての情報を収集し、当該情報を変速制御ユニット５に対して転送するように構成される。変速制御ユニット５は、さらに、前方車両の移動動作についての情報を受信し、当該情報を使用して車両の始動ギアを予め選択するように構成される。

装置１は、さらに、アダプティブ・クルーズ・コントロール電子制御ユニット４を含み、アダプティブ・クルーズ・コントロール電子制御ユニット４は、アダプティブ・クルーズ・コントロール・システムを備える、独立型の制御ユニットであるか、例えば車両内の別の電子制御ユニットにおけるソフトウェアモジュールとして一体化されてもよい。車両制御ユニット２及びアダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット４は、ここにおいて２つの独立したユニットとして述べられるが、１つのユニットに組み合わせるか、別の制御ユニットにおいて一体化されてもよい。装置１は、さらに、大型車両の前方の車両の移動動作を検出する距離手段３を含む。前方車両の移動動作を検出する距離手段は、好ましくは、レーダであるが、上述のように、その他の技術的方法も可能である。

変速制御ユニット５は、例えば車両制御ユニット２から各種車両パラメータについての情報を受信する。車両制御ユニットは、車両始動時に使用される始動ギアの決定に必要な情報を変速制御ユニット５に転送する。上記車両パラメータは、例えば、車両の総重量、車両の負荷、トレーラの構成、エンジンの種類等である。始動ギアの決定に影響を及ぼし得る、その他のパラメータは、例えば、道の傾斜、周囲の天気等である。始動ギアは、既定の車両パラメータ及び既定の有効エネルギについて最有力の始動ギアが使用されるように、変速制御ユニット５によって選択される。このような方法で、車両は、過度のクラッチ滑りが発生することなく適切な始動サイクルを行うことが可能である。

一般的な始動サイクルにおいては、アクセルペダルが踏み込まれる量、即ち入力始動エネルギも測定される。アクセルペダルが比較的大きな量で踏み込まれる場合には、通常の始動サイクルが選択され、当該サイクルにおいて、クラッチが完全に係合される。運転手がアクセルペダルを少量で踏み込む場合には、クラッチは完全に係合されず、車両は、クラッチ滑りを利用してゆっくりと移動する。この種の始動は、例えば駐車等の、車両が短い距離のみ移動する必要があるときに使用され、通常運転には使用されない。

アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット４は、前方車両の移動動作を検出する距離手段３に対して接続される。当該距離手段は、通常、高速走行時に前方車両までの距離又は時間間隔を制御するために、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニットによって使用される。始動サイクル開始前の静止時には、距離手段は、前方車両の移動動作を検出するために使用される。

前方車両の検出移動動作により、始動ギアの調整が不要であるとなった場合には、事前選択始動ギアが、始動サイクルに使用される。このような場合は、例えば、前方に車両がない場合、前方車両までの距離が所定の距離よりも長い場合、又は前方車両が高速で加速している場合等である。この場合、事前選択始動ギアが、始動サイクルに使用される。

当該例において、事前選択始動ギアは、変速制御ユニット５によって決定される。ある例において、始動ギアを下げるか否かの判断は、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット４から受信した、前方車両の移動動作情報に基づいて、変速制御ユニット５によってなされてもよい。別の例において、始動ギアを下げるか否かの判断は、始動ギアを下げる要求が変速制御ユニット５に対して送信された後に、前方車両の移動動作情報に基づいて、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット４によってなされてもよい。

前方に車両がある場合には、移動動作の特性が分析される。移動動作は、加速走行、定速走行、又は減速走行のいずれかであってもよい。移動動作が、一列に走行するときに一般的な定速走行である場合には、事前選択始動ギアの使用によって車両が至る速度、即ち事前選択始動ギア速度が決定され、前方車両の移動動作から算出される閾値と比較される。この場合、閾値は、例えば、前方車両の速度、又は、前方車両の速度よりも僅かに速い速度であってもよい。移動動作が加速走行である場合には、加速量を利用して閾値を決定する。移動動作が減速走行である場合には、始動サイクルが高い確率で中断される。

事前選択始動ギアでの車両速度が閾値よりも高い場合には、始動ギアは、例えばギアを１つ下げられ、下げられた後のギアでの車両速度が決定される。このような新規の速度値は、閾値と比較され、新規の速度値が閾値よりも低い場合には、下げられた後の始動ギアが選択される。当該始動ギア値は、新規の始動ギアとして、変速制御ユニットによって使用される。

新規の速度値が未だ閾値よりも高い場合には、始動ギアは、さらに１つギアを下げられ、新たに比較が行われる。これは、閾値を下回る速度値が得られる始動ギアが確認されるまで継続される。また、速度値と、始動ギアと、車両パラメータと、を含む所定のマップを使用して、適切な始動ギアを決定可能である。

本発明は、車両が一列に並んでいる場合に特に有効である。始動ギアの調整は、前方車両の移動動作に応じて事前選択始動ギアから始動ギアを下げることによって行われる。このような方法で、始動ギアは、クラッチが完全に係合したときに選択始動ギアで前方車両の推定速度に車両が至るように選択可能である。

重量２５トン及び５００ｈｐエンジンを有する車両に対して、通常の始動ギアは、ギア４又はギア５である。既定のギアに対する車両の最低可能速度は、エンジンのアイドル回転数が約６００ｒｐｍであることから推定可能である。従って、当該アイドル回転数での車両速度が既定閾値よりも高い場合には、低い始動ギアが使用される。好ましくは、既定のギアでの速度を決定するために、やや高いエンジン回転数を使用する。これは、車両のアイドル回転数で走行することは非現実的であるためである。好ましくは、適切な速度マージンをもたらす、約８００ｒｐｍの最低エンジン回転数を使用する。従って、比較的低いエンジン回転数での車両列の速さに対応する速度をもたらす始動ギアを使用することが望ましい。

図３は、本発明に係る、大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する方法のフロー図を概略的に示す。本願方法は、制御ユニットと、大型車両の前方の車両の移動動作を検出する手段と、を含む装置によって行われる。

工程１００において、車両は、停車し、静止状態である。運転選択部は、運転モードであり、自動マニュアル変速機のクラッチは、車両のエンジンとギアボックスとの間において運転接続されないように非係合状態である。変速制御ユニットは、車両の始動サイクルに影響を及ぼす異なる車両パラメータについての情報を他の車両制御ユニット２から受信する。また、変速制御ユニットは、周囲環境条件についての情報も受信可能である。事前選択始動ギアが、当該情報から変速制御ユニット５によって決定される。当該例において、ギア５が、事前選択始動ギアである。

工程１１０において、変速制御ユニットは、前方車両の移動動作についての情報を受信する。この情報は、この例において、前方車両に実装されるレーダから得られ、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニットから変速制御ユニットに対して転送される。レーダから得られる信号は、前方車両の移動動作を判断するために、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニットによって使用される。前方車両の移動動作は、また、レーダ・ユニット又は別の制御ユニットにおいて直接判断されてもよい。また、始動ギアの調整が必要な場合には、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット又は別の制御ユニットに移動動作を判断させてもよい。この場合、アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット又はその他の制御ユニットによって速度が推定され、必要な場合には、始動ギアを下げる要求が、変速制御ユニットに対して送られる。

工程１２０において、事前選択始動ギアで始動サイクルが完了したときの車両速度が、閾値と比較される。当該閾値は、前方車両の推定速度であってもよい。始動サイクル速度が閾値よりも低い場合には、事前選択始動ギアが、工程２００において始動ギアとして使用される。始動サイクル速度が閾値よりも高い場合には、始動ギアの調整が必要となる。

工程１３０において、始動ギアは、例えばギア５からギア４に１つギアを下げられる。制御ユニットは、始動サイクルの完了時における、新規のギア、即ちギア４での車両速度を推定する。当該速度は、工程１４０において閾値と比較される。始動サイクル速度が閾値よりも低い場合には、前述の始動ギアが、工程２００において始動ギアとして使用される。始動サイクル速度が閾値よりも未だに高い場合には、始動ギアのさらなる調整が必要となる。

工程１５０において、始動ギアは、例えばギア４からギア３にさらに１つギアを下げられる。制御ユニットは、始動サイクルの完了時における、新規のギア、即ちギア３での車両速度を推定する。当該速度は、工程１６０において閾値と比較される。始動サイクル速度が閾値よりも低い場合には、前述の始動ギアが、工程２００において始動ギアとして使用される。始動サイクル速度が閾値よりも未だに高い場合には、ギア１に至り、選択可能な低速ギアがなくなるまで、同様の方法で始動ギアをさらに調整する。ほとんどの場合、少なくとも３の始動ギアが通常選択される。これは、３未満のギアが、多くの場合、極限状態において使用されるためである。しかしながら、車両列が非常に低い速度で移動する場合には、ギア１を始動ギアとして使用する必要がある場合がある。

適切な始動ギアが選択されると、工程２００において始動サイクルが行われる。始動サイクルが無事に完了すると、車両は、さらにギアを変更することなく、一列での走行を継続可能となる。車両列の速度が上がる場合には、変速機は、通常の方法でギアを高速に切り替える。速度が多少下がる場合には、エンジン回転数が低速ギア切替レベルに低下するまで車両は選択ギアで走行し続ける。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲内で多くの付加的な変更及び修正が可能である。

１ ：始動ギアを調整する装置
２ ：車両制御ユニット
３ ：距離手段
４ ：アダプティブ・クルーズ・コントロール・ユニット
５ ：変速制御ユニット
１０：車両
１１：エンジン
１２：変速機

Claims (12)

1. 大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する方法であって、事前選択始動ギアが前記大型車両の車両パラメータに応じて制御ユニットによって選択される方法において、前記始動ギアは、前記大型車両の前方車両の移動動作に応じて前記制御ユニットによって前記事前選択始動ギアから下げられ、前記大型車両が前記前方車両の推定速度に対応する速度に至ったときに、前記自動マニュアル変速機のクラッチが完全に係合するように、調整始動ギアが選択されることを特徴とする方法。
2. 前記前方車両の移動動作は、加速走行であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記前方車両の移動動作は、定速走行であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. １つギアを下げられた始動ギアでの前記大型車両の車両速度が前記所定の閾値を上回るときに、前記事前選択始動ギアは、ギアを２つ下げられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 大型車両において自動マニュアル変速機の始動ギアを調整する装置であって、前記装置（１）は、前記大型車両の車両パラメータに応じて始動ギアを予め選択するように構成される変速制御ユニット（５）を含む装置において、前記大型車両の前方車両の移動動作を検出する距離手段（３）を含み、前記変速制御ユニット（５）は、前記前方の車両の検出移動動作に応じて事前選択始動ギアから前記始動ギアを下げるように構成され、前記大型車両が前記前方車両の推定速度に対応する速度に至ったときに、前記自動マニュアル変速機のクラッチが完全に係合するように、調整始動ギアが選択されることを特徴とする装置。
6. 前記前方車両の移動動作を検出する前記距離手段（３）は、レーダであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記前方車両の移動動作は、加速走行であることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. 前記前方車両の移動動作は、定速走行であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の装置。
9. 前記変速制御ユニットは、１つギアを下げられた始動ギアでの前記大型車両の車両速度が前記所定の閾値を上回るときに、前記事前選択始動ギアのギアを２つ下げるように構成されることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の装置。
10. 請求項５乃至９のいずれかに記載の装置を含む車両。
11. コンピュータ上での動作時に、請求項１乃至４のいずれかに記載の段階の全てを行うプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。
12. コンピュータ上での動作時に、請求項１乃至４のいずれかに記載の段階の全てを行うために、コンピュータ可読媒体上に記憶されるプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム製品。

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