JPH01212627A - エンジン／クラッチ総合制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般にエンジン／クラッチ総合ｊがＪ御シス
テム、ことに車両が停止状態から始動しているときにク
ラッチの初期係合中にエンジンスピードを所定の方式で
自動的に制御する制御システムに関する。

〔発明の背景〕

自動車、トラック及びバスを含む多くの車両には、変速
機を種種の歯車比の間でシフトするのに運転者によるク
ラッチの操作を必要とする手動変速機を設けである。こ
のような車両を停止状態から始動するＫは、車両運転者
は、クラッチの係合をはずし変速機のギヤを入れた後、
車両をなめらかに加速するようにクラッチを制御しなが
ら係合させなければならない。通常エンジンの失速を防
ぐようＫ、運転者は、クラッチが係合状態になりエンジ
ンに負荷がかかり始めると、同時に車両加速ペダルを押
してエンジンスピードを高めるようにする。

近年若干の車両とくにトラックは、自動化機械式変速機
として知られるようになったものを設けである。この種
の変速機は、これに車両の初期始動中に又ギヤシフト操
作中にクラッチの係合を自動的に制御するように別個の
クラッチアクチュエータを設けであることを除いて、普
通のクラッチ／手動変速機システムに構造が極めて類似
している。すなわち運転者はギヤシフト時にクラッチペ
′　　ダルを作動する必要がない。さらに自動クラッチ
アクチュエータのほかに若干の自動化機械式変速パ　・
機には、所定の運転条件に従って変速機の歯車を自動的
にシフトする歯車作動機構を設けである。

若干の自動クラッチ制御システムでは、クラッチの初期
係合中にエンジンスぜ−ドを所定の方式で制御する。た
とえば米国特許第４．６３２．２３１号明細書には、車
両の始動中にクラッチの係合を制御してクラッチの検出
された係合度に従ってエンジンｒｐｍを選定した所定の
限度以上に保持するようＫする自動クラッチ制御装置に
ついて記載しである。この特許明細書では、車両の始動
中にエンジンスピードを正規のアイドルスぎ一ドより高
い所定のｒｐｍに保つように、車両のスロットルを制御
する。

〔発明の要約〕

本発明は、クラッチを係合させ車両を動かし始める際に
、この車両の始動中にエンジンス−トを所定の比較的一
定のアイドルスピーＰＶｃ保持するよう罠機能′するエ
ンジン／クラッチ総合制御システムＫＭわる。４本発明
は、普通のクラッチ／手動変速機シ、ス、テムに利用さ
れ、又は本発明は、クラッチ又は歯車或はこれ等の両方
の作動が自動的に行われる自動化機械式変速機に使うこ
とができる。

本発明は、第１のモード又は第２のモードのいずれかで
動作できるスロットル制御手段を備えている。第１のモ
ードではスロットル制御手段は、運転者の操作する加速
ペダルが非作動位置すなわちアイドル位置忙あるときは
つねに車両エンシンに加わる負荷に関係なく、エンジン
スピードを所定の比較的一定のアイドルスピードに保持
する。

本発明制御システムは、等時性アイドル制御器を持つエ
ンジン制御装置を備え又はとのエンジン制御装置と協働
して利用するのがよい。第２のモードではスロットル制
御手段は、運転者の操作する加速ペダルから受けるスロ
ットル信号に従ってエンジンスぎ−ｖを制御するように
作用する。

本発明の制御システムは、車両の速度が所定の最低速度
に対し等しいか又は低いときを検出する検出手段と、ク
ラッチが係合状態におるか又は係合はずれ状態にあるか
どうかを検出する検出手段と、変速機がニュートラル位
置にあるか又は成るギヤ位置にあるかどうかを検出する
検出手段とを備えている。

本発明によれば、スロットル制御手段は、加速ペダルを
アイドル位置から押すが車両速度が所定の最低速度以下
であり、変速機が成るギヤ位置にあり、そしてクラッチ
が係合はずれ状態にあるときはつねに第１のモードに保
持される。このようＫして、車両を停止状態から始動す
るときに又クラッチが少なくとも部分的に係合するまで
はエンジンス−トをアイドルスぎ一ド以上にならないよ
うにする。

自動化機械式変速機に利用するときは、本発明制御シス
テムは、エンジン燃料系統、クラッチ係合及び変速機シ
フティングの機能を制御する中央処理装置ＫＭ働させる
のがよい。中央処理装置は、クラッチアクチュエータを
介してクラッチ係合を生じさせ、このクラッチが係合す
るまでは工ンジンスぎ−ドが所定の一定のアイドルスぎ
−ド以上には上がらないようにする。

普通の手動制御クラッチ係合変速機システムに利用する
ときは車両加速ペダルは、初期クラッチ係合中はエンジ
ンス−ト 上に上げるよ°うには作用しなくて、又等時性調速機は
クラッチを係合させる際にエンジンスピードがアイドル
速度以下忙低下しないようにするのに十分なエンジンス
ロットル作用及び燃料送給作用を生ずる。

本発明によるクラッチ制御は、不熟練の運転者による誤
ったクラッチ係合を防ぐのに極めて有効であることが分
った。この場合全駆動列に加わる応力が著しく減り全部
の駆動列部品の寿命が延びるようになる。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明すると、第１図には
車両運転者が車両クラッチの作動と変速機のシフトとを
共に制御する必要のある普通のクラッチ／手動変速機シ
ステムに利用する本発明制御システムのゾロツク線図を
示しである。第１図ではエンジン１０はクラッチ１４を
経て変速機１２に結合しである。クラッチ１４は、エン
ジン１０の出力部に連結した入力部材１４ａと、変速機
１２の入力部に連結した出力部材１４ｔ）とを備えてい
る。第１図には示してないが、変速機１２の出力部は車
両の選定した車輪を枢動するように連結し【ある。クラ
ッチペダル１６は、リンケージ１ｓａｘよりクラッチ１
４に作動的に連結され、車両運転者がクラッチ１４をそ
の全係合位置及び全係合はずれ位置の間の全作動範囲に
わたってクラッチ８１４を動かすことができるようｋし
である。

ギヤシクタ１８は、リンケージ１８ａＫより変速機１２
；之結合され、運転者が種種の変速機歯車比の間でジフ
トさせることができる。

本発明は、車両の初期始動条件を検出するように、エン
ジン１０、クラッチ１４及び変速機１２の若干の運転条
件を監視するように機能するエンジン／クラッチ総合制
御システム２０にある。とくに制御システム２０は、車
両加速ペダル２２からスロットル信号を受けるように接
続しである。

加速ペダル２２は、車両運転者が操作し非作動位置すな
わちアイドル位置と全押圧位置すなわちスロットル全開
位置の間で動かすことができる。クラツチ制御システム
２０は、等時性アイドル／スロットルアクチュエータ２
４と通信するように接続しである。等時性アイドル／ス
ロットルアクチュエータ２４は、クラッチ制御システム
２ｏから受ける信号に従ってエンジン１０のスぎ−ドを
制御するように連結しである。ディーゼルエンジンに応
用する場合にはアクチュエータは一般にエンジンへの燃
料送出し量を制御するように連結するが、がンリンエン
ジンではアクチュエータは一般にスロットル開度を制御
するように連結する。

加速ペダル２２をアイドル位置に位置させるときは、制
御システム２０は、等時性アイドル／スロットルアクチ
ュエータ２４により、エンジンの負荷に関係なくエンジ
ンのスピードを比較的一定のアイドルスぎ−ドに保持す
る。通常加速ペダル２２を車両運転者が押すと、制御シ
ステム２０は、等時性アイドル／スロットルアクチュエ
ータにより運転者の所望通りにエンジンスピードを増減
する。本発明によれば車両を停止状態から初めに始動す
るときはクラッチ制御システム２０は、クラッチ１４が
所定の点に係合し終るまでは、加速ペダル２２からの出
力信号を無視しエンジンスピードを所定の比較的一定の
アイドルスぎ−げに保持するようにアクチュエータ２４
を等時性アイドルモードで制御する。

クラッチ１４が所定の係合位置に動いたかどうかを検出
するのに、本発明はスピードセンサ２６゜２８を利用し
てクラッチ１４の入力部材１４ａ及び出力部材１４ｔ）
のスピーｒを検出する。入力速度センサ２６からの信号
は工ンジンスピーＰを表わすが、出力センサ２８゛から
の信号が車両路面速度を表わすのは明らかである。これ
等の２種類のスピーＩＳを比較することにより本制御シ
ステムによってクラッチが係合している程度を測定する
ことができる。スぎ一ドセンサ２６．２８の代りに又は
これ等のセンサのほかに、クラッチ位置センナ３０を結
合してクラッチ１４のクラッチペダル１６又はその他の
相対的に可動な部品の位置を検出しクラッチ１４が係合
はずれ状態＆Ｃ６るか係合状態にちるかどうかを定める
ことができる。変速機１２がニュートラル位置にあるか
又は「インギヤ」状態にあるかどうかを検出するように
ニュートラルスイッチ３２を設けである。

次に第３図について本発明の作用を詳しく述べる。第６
図では波形４０は加速ペダルの位置を表わし、波形４２
はエンジンスピードを表わし、波形４４は車両クラッチ
ペダル１６の位置を表わし、波形４６は車両速度を表わ
す。変速機がニュートラルにあシ加速ペダルがアイドル
位置にあるときは、エンジンスピードは等時性アイｒル
制御器により比較的一定のアイドルスピードに保持され
、加速ペダル２２を波形部分４０ａにより示したように
車両運転者が押すときは、エンジンスキーｒは波形部分
４２ａにより示すように所定のレベルＶｅまで増す。

変速機がニュートラルのままＫなっている間は、車両ク
ラッチは、エンジンスピードの制御に影響を及ぼさない
で、波形部分４４ａＫより示すように係合はずれ位置及
び保合位置の間で動かすことができる。しかし運転者が
クラッチの保合をはずし変速機を点４８までギヤを入れ
ると、クラッチ制御システム２０は、クラッチが所定の
係合点に達するまでは、加速ペダル２２から受けるスロ
ットル信号を無視し、エンジンスピードを所定の一定の
アイドルスピードに保持するように機能する。

たとえば第３図に示すように点４８の後で、運転者が波
形部分４０ｍ）で表わしたように加速ペダルを押しても
、加速ペダルの動きはエンジンスピードに影響を及ぼさ
ないで、制御システム２０はエンジンスｆ−Ｆを所定の
一定のアイドル位置−ｒに保持するように機能する。

第３図に示すようにクラッチを非係合位置から傾斜部分
４４ｂに沿い係合位置に動かす際に、エンジンスピード
は、クラッチが第３図で点５０で示した所定の係合点に
達するまではアイドル状態のままになる。クラッチを係
合点５０に動かしたときに１本制御システムはエンジン
スピード制御を加速ペダルを介して車両運転者に戻す。

すなわち第３図において波形部分４００により示すよう
にクラッチ係合操作中に加速ペダルは車両運転者が十分
に押し終っているから、エンジンスピードは、クラッチ
を係合点５０を過ぎて動かした後、波形部分４２ｂによ
り示すように増大する。この場合波形部分４６ａにより
示すように車両速度が増す。

本制御システムが等時性アイドル運転モードから運転者
制御モードに切替わる特定のクラッチ係合点は応用例に
よって変る。第６図に例示したシステムでは、モード変
更の信号を生ずるクラッチ係合点は、傾斜部分４４ｂの
ほぼ中間点で生ずる。

他のシステムでは、運転者制御モードに切替わるのに先
だってクラッチが一層十分に係合するまで待つのが望ま
しい。

本発明は又、第２図のゾロツク線図に示すように自動化
機械式変速機を持つ車両に利用することができる。第２
図においてエンジン６０は、クラッチ６４を経て車両変
速機６２に動力を供給するように連結しである。クラッ
チ６４はクラッチアクチュエータ６６により自動的に制
御するが、変速機ギヤシフト作用はギヤシフトアクチュ
エータ６８によって自動的に行われる。エンジンのスロ
ットル開度又は燃料送給量或はこれ等の両方は等時性ア
イドル／スロットルアクチュエータ７０により制御する
。

第２図にはエンジン６０、クラッチ６４及び変速機６２
の種種の運転条件を監視し制御するようにエンジン／変
速機総合制御システムＴ２を設けである。制御システム
７２は、車両運転者の望むエンジンス−トを表わすスロ
ットル信号を加速ペダル°７４から受ける。さらに制御
システム７２は、クラッチ６４の入力部材及び出力部材
のスぎ−ｒを表わす信号をスピードセンサ７６．７８か
ら受ける。又クラッチ位置センサ８０はクラッチ６４の
位置について制御システム７２に信号を送るよう゛に設
けである。

第２図の制御システムは、第２図の場合にクラッチ６４
はクラッチアクチュエータ６６により自動的に係合する
ことを除いて第１図と同様に作用する。第１図の制御シ
ステムの場合と同様に、エンジン／変速機総合制御シス
テム７２は等時性アイドル／スロットルアクチュエータ
７０により、エンジン６０に加わる負荷に関係なくエン
ジン６０のスピードを比較的一定のアイドルスぎ−ドに
保持する。車両運転者が加速ペダルを押すと、制御シス
テムＴ２はアクチュエータＴＯＫ信号を送り加速ペダル
の位置に従ってエンジンスピード６０を制御する。しか
し車両が停止状態から始動する場合に制御システムＴ２
は、クラッチが少なくとも所定の係合点に達するまでは
加速ペダルからの信号を無視する。クラッチが所定の係
合点に達するのに先だって等時性アイドル／スロットル
アクチュエータ７０はエン゛ジンスぜ−ドを比較的一定
のアイドルスぎ一層に保持する。次いで加速ペダルから
の信号を利用して工ンジンスぎ−ドを制御する。

本発明？ｆｆ１Ｊ御システムはディーゼルエンジン又は
ガソリンエンジンに使うことができるのは明らかである
。本発明制御システムを組込むことのできるディーゼル
エンジン用電子式制御装置の１例は米国イリノイ州ぎ−
リア市のキャタピラ−トラクタ・カムパニ（Ｃａｔｅｒ
ｐｉｌｌａｒ　Ｔｒａｃｔｏｒ　（！ｏ、）で商品名Ｐ
ＢＢＯとして作られている。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は普通の手動制御クラッチ係合変速機システムを
持つ車両に利用する実施例による本発明制御システムの
ゾロツク線図、第２図は自動化機械式変速機と協働して
利用する実施例（よる本発明−一システムのブロック線
図である。第６図は本発明制御システムの作動特性、を
示す線図である。 １０．６Ｇ−・・エンジン、１２　、６２・・・変速機
、１４．５４・・・クラッチ、２０．７２・・・エンジ
ン／クラッチ総合制御システム、２２．７４・・・アク
セルペダル、２４．７０・・・アイドル／スロットルア
クチュエータ、２８．７８・・・スぎ−ドセンサ、３０
．８０・・・クラッチ位置センサ、３２・・・ニュート
ラルスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　エンジンと、変速機と、この変速機に前記エンジ
   ンを車両駆動のために選択的に結合するクラツチと、ア
   イドル位置からスロツトル全開位置に動くように車両運
   転者が操作できる加速ペダルとを備え、この加速ペダル
   に運転者の望むエンジンスピードを表わすスロツトル信
   号を生ずるスロツトル信号発生手段を設けた車両用のエ
   ンジン／クラツチ総合制御システムにおいて、 第１のモードでは車両エンジンスピードを所定の比較的
   一定のアイドルスピード保持するように作動し又第２の
   モードではスロツトル信号に応答してこのスロツトル信
   号に従つて車両スロツトルを制御するように作動するこ
   とのできるスロツトル制御手段と、 車両の速度が所定の最低車両速度に対して等しいか又は
   低いときを検出する検出手段と、 クラツチが係合状態にあるか又は係合はずれ状態にある
   かどうかを検出する検出手段と、 変速機がニュートラル位置にあるか又は或るギヤ位置に
   あるかどうかを検出する検出手段と、加速ペダルをアイ
   ドル位置から押すが車両速度は前記の所定の最低速度以
   下にあり、前記変速機が前記ギヤ位置にあり、そして前
   記クラツチが前記の係合はずれ状態にあるときはつねに
   前記スロツトル制御手段を前記第１モードに保持する保
   持手段と を包含することを特徴とするエンジン／クラツチ総合制
   御システム。 （２）　エンジンと、変速機と、この変速機に前記エン
   ジンを車両駆動のために結合する選択的に係合自在なク
   ラツチと、アイドル位置からスロツトル全開位置に動く
   ように車両運転者が操作できる加速ペダルとを備え、こ
   の加速ペダルに運転者の望むエンジンスピードを表わす
   スロツトル信号を生ずるスロツトル信号発生手段を設け
   た車両用のエンジン／クラツチ総合制御システムにおい
   て、第１のモードでは車両エンジンスピードを所定の比
   較的一定のアイドルスピードに保持するように作動し又
   第２のモードではスロツトル信号に応答してこのスロツ
   トル信号に従つて車両スロツトルを制御するように作動
   することのできるスロツトル制御手段と、 車両の速度が所定の最低速度に対して等しいか又は低い
   ときを検出する検出手段と、 クラツチが係合状態にあるか又は係合はずれ状態にある
   かどうかを検出する検出手段と、 変速機がニュートラル位置にあるか又は或るギヤ位置に
   あるかどうかを検出する検出手段と、前記スロツトル制
   御手段は、加速ペダルがアイドル位置にあるときはつね
   に、又は前記加速ペダルを前記アイドル位置から押すが
   車両速度は前記の所定の最低速度以下にあり、前記変速
   機が前記ギヤ位置にあり、前記クラツチが前記の係合は
   ずれ状態にあるときはつねに前記第１状態で作動するこ
   とができ、 そして前記スロツトル制御手段は、前記変速機が前記ニ
   ュートラル位置にあり、車両速度が前記の所定の最低速
   度より高く又は前記クラツチが前記の係合はずれ状態に
   あるときはつねに前記の第２の状態で作動することがで
   きるようにしたことを特徴とするエンジン／クラツチ総
   合制御システム。