JPH1073032A - 変速装置の制御方法および車両用半自動シフト実行装置 - Google Patents
変速装置の制御方法および車両用半自動シフト実行装置Info
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Abstract
式変速装置において、初手の作動状態の下で、ドライブ
ライントルクをゼロにする。 【解決手段】 変速機12の入力軸18にマスタクラッチ 1
04を介してエンジン 102を連結し、システムコントロー
ラ 146によって、変速機12の出力軸速度OSおよびエンジ
ン 102のスロットル開度THL 等に基づいて、アクチュエ
ータ56, 116および 102を制御して、変速機12を自動的
にシフトする。現在の結合ギヤ比を離脱する際またはス
ロットル復帰時等において、ベースエンジン摩擦トルク
TBEF 、補機トルクTACCES およびエンジン加速トルク
TACCEL に基づいて、グロスエンジントルクTEGをゼロ
にするようにエンジン102 への燃料供給を制御して、ド
ライブライントルク(フライホィールトルクを)ゼロに
する。
Description
態の下で、ゼロドライブライントルク(すなわちゼロフ
ライホィールトルク)を発生させるために要求されるエ
ンジングロス出力トルクを決定し、様々な所定条件下
で、エンジンにそのようなグロス出力トルクを発生させ
る制御技術を含む、少なくとも部分的に自動化された車
両用機械式変速装置のためのシフト制御方法および装置
に関するものである。本発明のシフト制御は、車両およ
びエンジン加速度情報とともに、エンジン(好ましく
は、電子データリンクに接続された電子制御エンジン)
からのトルク情報を使用して、様々な制御パラメータを
決定する。
トローラである電子コントロールユニットを利用した全
自動および半自動の車両用機械式変速装置、並びに、全
自動または部分的に自動化されたシフト実行装置が従来
技術において知られている。そのような機械式自動変速
装置の例は、米国特許第3,961,546 号、第4,361,060
号、第4,425,620 号、第4,595,986 号、第4,631,679
号、第4,648,290 号、第4,722,248 号、第5,038,627
号、第5,050,079 号、第5,053,959 号、第5,053,961
号、第5,053,962 号、第5,063,511 号、第5,081,588
号、第5,089,962 号、第5,089,965 号、第5,133,229
号、第5,172,609 号、第5,231,582 号、第5,272,939
号、第5,335,566 号、第5,435,212 号、第5,508,916 号
および第5,509,867 号に参照することができ、これらの
特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
の作動状態の下で、グロスエンジン出力トルクを、検知
した車両作動状態下で、結果としてゼロエンジンフライ
ホィール/ドライブライントルクを生じさせる値に等し
くするようにした少なくとも部分的に自動化された変速
装置のための制御を提供することである。
置の制御によれば、現在の車両作動状態の下で、エンジ
ンフライホィールトルクを表す値を正確に決定する少な
くとも部分的に自動化された車両用機械式変速装置が提
供される。この制御は、SAE J1922 、SAE J1939 または
ISO 11898 と同様な工業規格プロトコルに適合する形式
のデータリンクによって電子制御される内燃エンジンに
連結された車両用機械式自動変速装置に特に有意義なも
のである。
は、上記のことは、次式の関係を利用する車両用機械式
自動変速装置の制御において達成される。 TEG=TFW+TBEF +TACCES +TACCEL ここで、TEG:グロスエンジントルク TFW:エンジンフライホィールトルク TBEF :ベースエンジン摩擦トルク(エンジン内部摩擦
に打ち勝つトルクおよび工場装着エンジン補機(すなわ
ちウォータポンプ、オイルポンプ等)を回転させるトル
クを含む) TACCES :補機トルク(エアコン、ファン、ライト等の
車両補機を作動させるためのトルク) TACCEL :エンジンを加速するためのトルクであって、
エンジン加減度速またはエンジン減速度およびエンジン
の慣性モーメント(I)から算出される
スエンジン摩擦トルク(TBEF )を表す瞬間値は、デー
タリンク上で得ることができる。エンジン加速トルク
(TAC CEL )は、検出されたエンジン加速度(負でもよ
い)および測定されたエンジンの慣性モーメント(I)
から決定される。補機トルク(TACCES )は、一定値で
あり、車両がニュートラル状態の変速機とともにアイド
リング中ならば、ネットエンジントルク(すなわち、T
EG−TBEF )として得ることができ、また、車両が運転
状態にある場合は、既知のほぼ線形特性におけるエンジ
ン減速率に関連しており、これによって本出願人は決定
している。
パラメータを継続的に更新する少なくとも部分的に自動
化された車両用機械式変速装置のための適合制御方法お
よび装置は、前述の米国特許第5,509,867 号に参照され
ている。
車両作動状態の下で、フライホィールトルク(マスタク
ラッチの結合中にはドライブライントルクにほぼ等し
い)をゼロまたはほぼゼロに等しくすることによって変
速機の性能が改善されること、測定される現在の車両作
動状態の下で、グロスエンジン出力トルクTEGがゼロフ
ライホィールトルク状態を生じさせることを要求される
こと、および、エンジンがそのようなグロスエンジン出
力トルクを発生させるように制御されることを限定し
た。
び利点は、以下の添付の図面に関連させた好適な発明の
実施形態の詳細な説明を読むことによって明らかになる
であろう。
用いるが、それらは参考にすぎず、限定するものではな
い。「上方」「下方」「右方向」及び「左方向」は、参
照している図面上での方向を示している。「前方」及び
「後方」は、それぞれ通常通りに車両に取り付けたとき
の変速機の前端側及び後端側を示しており、図1におい
て、それぞれ変速機の左側及び右側である。「内方」及
び「外方」は、当該装置または示された部品の構造中心
に対して、それぞれ向かう方向及び離れる方向を示して
いる。以上の定義は、上記用語及びその派生語及び類似
語に適用される。
達ユニット、例えば補助変速部とを直列に接続すること
によって、主変速部で選択された減速ギア比をさらに補
助変速部で選択された減速ギア比と組み合わせることが
できるようにした歯車変速機を表すために用いられてい
る。ここで使用されている「アップシフト」は、低速ギ
ア比から高速ギア比へのシフト動作のことであり、ここ
で使用されている「ダウンシフト」は、高速ギア比から
低速ギア比へのシフト動作のことである。
の装置によって制御するのに特に適したレンジ/スプリ
ッタ結合形複式変速機10を示している。変速機10
は、主変速部12をレンジ形及びスプリッタ形両方のギ
ヤを備えた補助変速部14と直列に接続して構成されて
いる。一般的に、変速機10は、単一の組み立て式ハウ
ジング16内に収容されており、常時連結しているが選
択的に切り離される摩擦マスタークラッチを介してディ
ーゼルエンジン等の原動機によって駆動される入力軸1
8を備えている。
も1つの副軸アセンブリ22を駆動する入力歯車20が
取り付けられている。好ましくは、公知であって開示内
容が参考として本説明に含まれている米国特許第3,1
05,395号及び第3,335,616号に示されて
いるように、入力歯車20は複数のほぼ同一の主部副軸
アセンブリ22をほぼ同一回転速度で同時に駆動する。
ング16内に軸受26及び28によって支持されている
主部副軸24を有しており、主部副軸歯車30、32、
34、36及び38がそれに固着されている。複数の主
部駆動歯車すなわち主軸歯車40、42及び44に、変
速機主軸46が挿通されており、公知のように摺動クラ
ッチカラー48及び50(ジョークラッチ)によって一
度に1つが主軸46に選択的にクラッチ連結されてそれ
と共転できるようになっている。
0を主軸46にクラッチ連結して入力軸18と主軸46
との間を直結するためにも使用できる。一般的に、クラ
ッチカラー48及び50は、シフトバーハウジングアセ
ンブリ56に連動したシフトフォークまたはヨーク52
及び54によってそれぞれ軸方向に位置決めされ、シフ
トバーハウジングアセンブリ56は、公知のように多重
シフトレールまたは単シフト軸形にすることができ、シ
フトレバー57で手動制御される。クラッチカラー48
及び50は、好適な実施形態では、公知の非同期複動形
ジョークラッチ形式である。
来形の中間アイドラ歯車57(図2を参照)を介して副
軸歯車38と常時噛み合い係合している。主部副軸歯車
32は、動力取出装置等に動力を供給できるように設け
られている。ジョークラッチ48及び50は3位置クラ
ッチであって、図示の中央の軸方向非変位非連結位置、
最右側連結位置または最左側連結位置に位置決めされる
ことができる。
接続され、米国特許第4,754,665号及び第5,
390,561号に記載されているような3層4速スプ
リッタ/レンジ結合形のものであり、これらの特許の開
示内容は参考として本説明に含まれる。主軸46が補助
部14内へ延出して、変速機の後端部から延出している
出力軸58の内側端部内に軸支されている。
グ16内に軸受64及び66によって支持されて、3つ
の補助部副軸歯車68、70及び72を共転可能に固定
支持している補助部副軸62を有している複数のほぼ同
一の補助部副軸アセンブリ60(図2を参照)が設けら
れている。
歯車74と常時噛み合ってそれを支持している。補助部
副軸歯車70は、主軸46の内側端部に同軸上で隣接す
る出力軸58の端部を挿通させるように設けられた補助
部スプリッタ/レンジ歯車76と常時噛み合ってそれを
支持している。補助部副軸歯車72は、出力軸58を挿
通させるように設けられた補助部レンジ歯車78と常時
噛み合ってそれを支持している。
ンジ歯車76を主軸46に選択的に連結するために摺動
両面ジョークラッチカラー80が用いられているのに対
して、スプリッタ/レンジ歯車76またはレンジ歯車7
8を出力軸58に選択的に連結するために2位置同期ク
ラッチアセンブリ82が用いられている。
び機能は、主変速部12に用いられている摺動クラッチ
カラー48及び50の構造及び機能とほぼ同一であり、
また複動形同期クラッチアセンブリ82の機能は、通常
の形式の複動形同期クラッチアセンブリの構造及び機能
とほぼ同一であり、それらの例が第4,125,179
号及び米国特許第4,462,489号に記載されてお
り、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含ま
れる。
れ歯車76または歯車74を主軸46に連結するための
最右側または最左側位置に選択的に位置決めされる両面
すなわち複動形クラッチアセンブリである。従来技術で
は、スプリッタジョークラッチ80は、公知のようにシ
フトノブ上の(ボタン等の)運転者選択スイッチによっ
て作動可能な2位置ピストンアクチュエータ86によっ
て制御されるシフトフォーク84によって軸方向に位置
決めされる。
れぞれ歯車78または76を出力軸58に選択的にクラ
ッチ連結するために最右側または最左側位置に選択的に
位置決めされる2位置クラッチである。クラッチアセン
ブリ82は、2位置ピストン装置90によって作動され
るシフトフォーク88によって位置決めされる。
に、スプリッタクラッチ80及びレンジクラッチ82の
両方をその軸方向前方及び後方位置に選択的に軸方向位
置決めすることによって、4種類の出力軸回転速度に対
する主軸回転速度の比を得ることができる。従って、補
助変速部14はレンジ/スプリッタ結合形の3層補助部
であり、4種類の選択可能な速度、すなわち入力(主軸
46)及び出力(出力軸58)間の駆動比を与える。主
部12は1つの後退速度と3つの潜在的に選択可能な前
進速度とを備えている。
つ、すなわち主軸歯車42に対応した低速ギア比は高レ
ンジでは使用されない。このため、変速機10は「(2
+1)×(2×2)」形変速機と呼ぶのが適当であり、
低速ギア比を分割することが望ましいか実用的であるか
に応じて、9または10段階の選択可能な前進速度比が
得られる。レンジクラッチであるクラッチ82は同期ク
ラッチでなければならないが、スプリッタクラッチであ
る複動形クラッチカラー80は同期させる必要がない。
示されているように、従来技術によれば、主部ギア比は
シフトレバーによって手動で選択、実行され、スプリッ
タシフトは、シフトレバーに設けられているかシフトノ
ブに組み込まれていることが多い手動セレクタレバーま
たはボタンの作動によって手動で選択され、遠隔2位置
アクチュエータによって実行される。
タによって手動または自動的に選択、実行される。個別
のレンジ制御ボタン/レバーを設けるか、図3に示され
ているように、レバー作動式「ダブル−H」形制御を用
いてもよい。この形式のレンジ及びスプリッタアクチュ
エータ及び制御は、従来技術において公知で、例えば米
国特許第4,788,889号に記載されており、その
開示内容は参考として本説明に含まれる。
ーンが、図3に概略的に示されている。各ギヤレバー位
置での上下方向の区分がスプリッタシフトを表している
のに対して、Hパターンの3/4及び5/6区間からH
パターンの7/8及び9/10区間への水平方向移動
が、変速機の低レンジから高レンジへのシフトを表して
いる。
パターンの最右側区間へギヤレバーを移動させる以外に
は制御装置を作動させる必要がない変速機10のレンジ
部のシフトを達成するため、シフトフォーク88を移動
させるようにピストンアセンブリ90に設けられている
スレーブ弁92へ信号を送るレンジ制御弁アセンブリが
設けられている。
に連結された主部12を備えた変速機10の前進シフト
は、図4に示す車両用半自動変速装置100によって半
自動的に実行される。主部12は、マスタクラッチ10
4によって車両エンジン102の駆動軸すなわちクラン
ク軸に作動連結される入力軸18を含み、補助部14の
出力軸58は、一般的に駆動軸によって、車両の駆動輪
(図示せず)に作動連結されている。
所望の主部12の特定の変速ギア比に係合できるように
所定のシフトパターンに従ってシフトレバー57を位置
決めすることによって、手動で選択することができる。
以下に説明するように、マスタークラッチ104の操作
及び手動による同期化は必要ない。
る手段を設けて、トルクロック状態を最小限に抑えるか
解除する処置を自動的にとることによって、主部連結ギ
ヤ比から主部ニュートラルへのシフトを容易にすると共
に、さらに、トルク遮断及びニュートラルへのシフトが
行われたときに、必要なスプリッタシフトを事前選択し
て迅速に完了できるようにする。
(ES)、入力軸回転速度(IS)及び出力軸回転速度(O
S)を感知してそれらを表す信号を発生するセンサ10
6、108及び110を備えている。エンジン102
は、電子制御することができ、SAE(米国自動車技術
者協会)J−1922、SAE J−1939、ISO
(国際標準化機構)11898等の工業規格プロトコル
に基づいて作動する電子データリンク(DL)で通信す
る電子コントローラ112を備えている。スロットル位
置(運転者の要求)は、シフト点の選択及び他の制御論
理の望ましいパラメータである。個別のスロットル位置
センサ113を設けてもよいが、スロットル位置(TH
L)をデータリンクから感知してもよい。グロスエンジ
ントルク(T EG)およびベースエンジン摩擦トルク(T
BEF )もデータリンクから得ることができる。
ッチ104を制御し、センサ114がクラッチの連結ま
たは切り離し状態を表す信号(CL)を発生する。マス
タークラッチ104の状態は、エンジン速度を入力軸速
度と比較することによって感知することもできる。コマ
ンド出力信号に従ってスプリッタクラッチ82を作動さ
せるためのスプリッタアクチュエータ116が設けられ
ている。
る運転者の意志を感知する感知手段またはボタン120
(シフト意志スイッチ)を備えたノブ118が設けられ
ている。センサ122が、ニュートラルへシフトしよう
とする運転者の意志の有無の感知結果を表す信号(IT
S)を発生する。SAE資料第840307号を参照す
ればわかるように、シフトレバーの動きを感知する様々
な他のセンサを用いることができる。
が、6位置シフトパターンを図形表示しており、個別に
点灯できるボタンまたは他のディスプレイ素子126、
128、130、132、134及び136が各々の選
択可能な連結位置を表している。このユニットは、ま
た、停止からの始動時のスプリッタ位置選択用に高低の
スプリッタレンジの選択を行うトグル形制御部に接続さ
れたボタン138を備えている。その選択は、ランプ1
42または144で表示される。
論理規則に従って処理することによって、コマンド出力
信号150をシステムアクチュエータへ、例えばスプリ
ッタ部アクチュエータ116、エンジンコントローラ1
12及びディスプレイユニット124へ送る制御ユニッ
ト146(ECU、システムコントローラ)が、好まし
くは前述の米国特許第4,595,986号、第4,3
61,065号および第5,335,566号に示され
ている形式のマイクロプロセッサベースの制御装置が設
けられている。個別のシステムコントローラ146を利
用してもよいが、電子データリンクで通信するエンジン
ECU112を用いることもできる。
置装置か、同時係属中の米国特許出願第08/597,
304号に示されているような3位置装置にすることが
でき、選択及び維持が可能なスプリッタ部ニュートラル
を与える。
前進動的スプリッタ単独シフトは、運転者の介入を伴わ
ないで自動的に実行される。例えば、3位置スプリッタ
アクチュエータであるとすると、スプリッタシフトが必
要であることが感知されると、ECU146は、アクチ
ュエータ116へアクチュエータをニュートラル方向へ
付勢するコマンドを、またエンジンコントローラ112
へトルクを最小限に抑えるか、遮断するコマンドを送
る。
ぐに、エンジンは、現在の出力軸速度での目標ギア比に
対応した同期エンジン速度になるように命令される(ES
=IS=OS・GRT ±E Eは誤差)(第2作動モード)。
クラッチのバッティングを防止するため、反応時間及び
軸速度及び加速度を考慮して、同期がわずかに外れた状
態で連結が発生するようにタイミングが調節される。こ
の形式の自動スプリッタシフトは、上記米国特許第4,
722,248号及び第5,435,212号に示され
ている。
していない)状態は、入力軸/出力軸回転速度と既知の
各ギヤ比とを一定時間にわたって比較することによって
感知することができる(IS/OS=GRi ±Y? i =1〜
10)。入力軸及び出力軸速度による論理の代わりに、
または、それに加えて、位置センサを用いることができ
る。
き、バッティングのない円滑なジョークラッチ連結を達
成するために、エンジンは、真の同期速度(ESsynchro
=(OS・GRT )−45RPM )より約30〜100RPM(好ましく
は約60RPM )だけ高いか低い(好ましくは低い)速度に
達してそれを維持するように指示される。目標ギア比の
連結を確認するため、本装置では、入力速度(IS=(OS
・GRT )±20RPM )が、出力軸速度(OS)と目標ギア比(G
RT) の数値の積のプラス・マイナス約10〜30RPM に、一
定時間、約 100〜 400ミリ秒間にわたって、等しくなる
ことを探索する。
度に基づいて、目標ギヤ比の連結のためのエンジンの同
期作動に起因して連結を誤感知することなく、変速機の
連結状態を判断することができる。
あり、所定のエンジン速度/入力軸速度(例えば、約2,
100RPMに調速されたディーゼルエンジンの場合は約1,37
5RPM)を越えるとき、レバーアップシフト(自動スプリ
ッタダウンシフトを伴う)が適当であって、運転者によ
って要求された場合、本装置は、それを半自動的に実行
する。
タ比)であり、所定のエンジン速度(例えば、同じエン
ジンの場合は約1,350RPM)より低いとき、レバーダウン
シフト(自動スプリッタアップシフトを伴う)が適当で
あって、運転者によって要求された場合、本装置は、そ
れを半自動的に実行する。
なレバーシフト点を説明している。当該装置100で
は、スプリッタシフトは自動的に実行されるが、スプリ
ッタシフトを伴うレバーシフトは、運転者の開始操作及
び主部ジョークラッチの作動を必要とすることに注意さ
れたい。
結ギヤ比レバー位置と、もしあれば、現在の適当なレバ
ーシフトのレバー位置とを運転者に知らせる。1つの発
明の実施形態では、現在の連結ギヤ比のレバー位置を継
続して点灯するボタンで示す一方、適切なレバーシフト
のレバー位置を点滅するボタンで示すことができる。
1,525RPMであるとすると、3/4ボタン130が継続し
て点灯して、第3または第4速ギヤが連結していること
を表示し、第5速へのアップシフトが適切であるので、
5/6ボタン132が点滅する。運転者は、第4速のま
まにすることを選択するか、第5速へのシフトが望まし
いと決定することができる。
せ、マスタークラッチが連結してニュートラルが確認さ
れると、3/4ボタンが消灯する一方、適当なスプリッ
タシフト(本例では、スプリッタ高からスプリッタ低へ
のスプリッタシフト)が完了したとき、コントローラ1
46はエンジン及び入力軸速度をそれの同期値に接近さ
せるコマンドをエンジンコントローラへ送る。同期状態
が存在することが確認されたとき、運転者はクラッチを
使用することなく、5/6レバー位置へ容易にシフトす
ることができる。第5速に連結していることが確認され
た時、5/6ボタン132が継続的に点灯する。
が自分にレバーシフトシーケンスを開始する意志がある
ことを表示できるようにするセンサまたはシフト意志ボ
タン120を設ける。シフト意志信号(ITS) を受け取っ
たとき、コントローラ146は、コマンドを、エンジン
コントローラ112へ発信してスロットル操作によって
トルクロックを解除し、また、補助部アクチュエータ1
16へ発信して必要なスプリッタシフトを事前選択す
る。
たはクラッチの切り離しを行うことなく、連結ギヤ比
(第4速)からニュートラルへ簡単にシフトできると共
に、迅速なスプリッタシフトを行うことができる。クラ
ッチの切り離しを必要としないでトルクロックを解除す
るためのエンジン操作は、上記米国特許第4,850,
236号及び第5,105,357号に詳細に記載され
ている。好ましくは、もし適切なレバーシフトがなけれ
ば、シフト意志信号は発動されない。
するように、トルクを解除するための燃料制御は、エン
ジンに、ゼロフライホィールトルク(TFW=0)を生じ
るグロストルク(TEG)を発生させることを伴うもので
ある。上記米国特許第5,508,916号に記載され
ているように、目標ギヤ比に関連するジョークラッチ部
材の完全結合を確実にするために同様の技術を利用する
ことができる。
目標ギア比へいつシフトすべきかのリズム感を持つよう
になるであろう。あるいは、本装置は、目標レバー位置
へレバーを移動させることができるまで、エンジン速度
が同期作動している時またはそれに接近している時を運
転者に知らせるようにしてもよい。これは、音声アラー
ム、個別の「シフトOK」ランプ、及び単純に目標レバ
ー位置ボタンの点滅頻度を変化させることによるか、そ
のいずれかによって行うことができる。
含まれる米国特許第4,023,443号に記載されて
いるように、運転者への報告は、適当な同期状態が存在
するようになるまで、シフト動作の防止または禁止を含
むようにしてもよい。
燃料供給の制御は運転者に戻される(第1作動モー
ド)。クラッチペダル115は、停止からの始動操作以
外での使用を意図していない。シフト作動中にクラッチ
を手動で切り離した場合、スロットル制御は直ちに運転
者に戻される。
復帰中、運転者燃料制御への切り換えを円滑に行うため
に、エンジンへの燃料供給は、ゼロフライホィールトル
クを提供する値を経た後、漸次運転者要求値になる。
ーケンス中に速度変化によって、「適切ギヤ」または
「最良ギヤ」が変更された場合、点滅ボタンによって新
しい「最良ギヤ」が表示されてそのための同期がなされ
る。
ら第5速へのシフト等の)レバーシフトを行うには、運
転者が3/4レバー位置からニュートラルへシフトし、
そのときに、クラッチ104が連結していれば、コント
ローラは必要なスプリッタダウンシフトを開始して、第
5速目標ギア比に連結するための同期エンジン及び入力
軸速度(ES=IS=(OS・3.16±X)を生じるようにエン
ジン102に燃料を供給する。第5速ギヤの連結及びそ
れが確認されたとき、5/6ボタンが継続的に点灯し、
燃料供給制御が運転者に戻される。多くの運転状態で
は、ニュートラルへシフトするために、スロットル及び
マスタークラッチの両方またはいずれか一方を運転者が
操作する必要がある。
に示すフローチャートを図6ないし図9に示す。
された車両用機械式変速装置の制御のためには、一定の
状況の下で、車両ドライブラインにおいてほぼゼロトル
ク状態を発生させることが望まれる。このことは、フラ
イホィールトルク(TFW)をゼロに等しくすることによ
って達成することができる。以下に詳述するように、ジ
ョークラッチの離脱中、ジョークラッチの結合中および
/またはスロットル復帰中に、ゼロフライホィールトル
クとするグロスエンジントルクを発生するようにエンジ
ンへの燃料を制御することが望ましいことが多い。
はISO 11898プロトコルにおいて定義された形
式のデータリンクに接続された電子制御エンジンを備え
た大型車両のために、エンジントルクは、次式の関係に
よって表すことができる。 TEG=TFW+TBEF +TACCES +TACCEL ここで、TEG:グロスエンジントルク TFW:フライホィールトルク TBEF :ベースエンジン摩擦トルク TACCES :補機トルク TACCEL :エンジンを加速するためのトルク
スエンジン摩擦トルク(TBEF )、ここで、ベースエン
ジン摩擦トルクは、エンジン工場装着補機(オイルポン
プ等)を駆動する必要があり、また、内部エンジン摩擦
に打ち勝つ必要があり、これらのトルクは、電子データ
リンクまたはデータバス(DL)上で得ることができる
パラメータである。エンジンを加速するためのトルク
(TACCEL )は、検知されたエンジン加速度および既知
のエンジン慣性モーメント(I)の関数として決定され
る(TACCEL =dES/dt・I)。TACCEL は正また
は負の値とることに注意されたい。
エアコン、ファンドライブ等の車両補機が自動的に、ま
たは、車両運転者および/または搭乗者によってオン、
オフされることにより、しばしば実質的に変化するであ
ろう。エンジンの燃料カット中で補助なし(エンジンブ
レーキ作動なし)のエンジン減速度を仮定すると、エン
ジン補機トルク(TACCES )及びエンジン減速率(dE
S/dt率)は、互いに関連して変化する。エンジン減
速率(dES/dt率)は、変速機がニュートラル状態
および/またはマスタクラッチが完全離脱状態、およ
び、エンジンの燃料供給が最小値のとき、エンジンの減
速の割合である。補機荷重が増大すると、それに比例し
てエンジン減速率が増大する。
トラルまたはマスタクラッチ離脱状態で車両が停止され
ているとき、補機トルク(TACCES )は、グロスエンジ
ントルクからベースエンジン摩擦トルクを減じた値(T
EG−TBEF )にほぼ等しい。(TEG−TBEF )は、「ネ
ットエンジントルク」としても示される。この値は、好
ましくは、データバスまたはデータリンク(DL)から
検知され、また、好ましくは、フィルタ平均化処理を受
ける。
減速率がA+B・TACCES (ここで、「A」および
「B」は所定のストアされたパラメータ)に等しいとい
う所定のほぼ線形特性における補機トルク(TACCES )
に関連するエンジン減速率(dES/dt率)の情報を
提供される。エンジン減速率(dES/dt率)の単位
がRPM/sec で、補機トルク(TACCES )の単位が lbs・
ft ならば、「A」の単位は RPM/sec になり、「B」
の単位は RPM/sec・lbs・ftになる。図11は、この関係を
表すグラフ図である。前述の米国特許第5,509,8
67号は、フライホィールトルク(TFW)を決定するた
めのより詳細な説明を提供している。
において、ジョークラッチが離脱または結合していると
き、および/または、エンジン燃料供給の制御が運転者
に復帰しているとき、少なくとも瞬間的にゼロドライブ
ライントルク状態を引き起こすことが重要であることが
多い。
は、グロスエンジントルクおよびエンジンの摩擦トルク
およびその不可避な損失(オイルポンプ、ウォータポン
プ等)を報告する。このトルク数は、OEM装着補機
(エアコン、オルタネータ等)を計算に入れてないだけ
でなく、エンジンを加速(または減速)するためのトル
クを計算に入れていない。
中、エンジンから報告されるトルク数は、スロットル全
開でかなり高い数である。エンジンが発生して報告する
ほとんどのトルクは、エンジンの回転慣性を加速する
が、その報告されたトルクの一部は、フライホィールか
らクラッチを介して実際に車両を動かす。
ラックがゼロスロットルで、ある速度で単に惰性走行し
ているならば、車両がエンジンを駆動しており、フライ
ホィールには負のトルクが存在する。しかしながら、エ
ンジンおよび補機を駆動し、また、エンジンを加速(ま
たは減速、すなわち、加速度が負であり、これをゼロフ
ライホィールトルクから減じる)するのにトルクが必要
である。したがって、フライホィールでゼロトルクを発
生させるのに、いくらかのエンジンの燃料制御が必要で
ある。
ホィールトルク)が要求されたならば、この式は、次の
ように修正される。 TFW=0=TEG−TBEF −TACCES −TACCEL または、 TEG(ゼロフライホィールトルクのための)=TBEF +
TACCES +TACCEL
れないようにすることができる(すなわち、車両加速度
が充分低いとみなされるアルゴリズムが必要とされたと
き)。このようにして、あらゆる所与の時間において、
フライホィール(およびドライブライン)でのゼロトル
ク状態を生じさせるようにするグロスエンジントルクが
既知となる。
からニュートラルへのシフト指令時に、エンジンは、T
EG(ゼロフライホィールトルクのための)を指令され、
あるいは、そのTEG値より僅かに大きい値と僅かに小さ
い値とでディザ振動するように指令される。ジョークラ
ッチの結合時にその結合を確実にするために、同様の論
理を利用することができる。
値を知ることによって、瞬間的にトルクの逆転を生じる
オーバシュートが最小化され、および/または、解消さ
れ、また、実際のゼロドライブライントルクまたはその
付近にある時間が長くなる。
ける論理ブロック「トルクを遮断するための燃料制御」
を示すフローチャートである。
ルペダルが解放される度に、および/またはスロットル
ペダルが再び踏み込まれる度に、ゼロフライホィールト
ルクのための燃料制御が瞬間的に指令される。好ましく
は、ゼロフライホィールトルク状態は、約200から6
00ミリ秒間(好ましくは、スロットルペダルが解放さ
れる度に約300〜450ミリ秒間(第1時間)、踏み
込まれる度に約100〜300ミリ秒間(第2時間))
だけ指令され、それは運転者に比較的明白にすべきであ
るが、検知されたスロットル操作によるものであれば、
より容易なニュートラルへのシフトを充分可能にするこ
とができる。好適な実施形態では、(a)アクセルペダ
ルが解放される度に、ゼロフライホィールトルクが約4
00ミリ秒間指令され、そして、(b)アクセルペダル
が再び踏み込まれる度に、ゼロフライホィールトルクが
約250ミリ秒間指令される。
スロットルの5%を越えるスロットルを要求しているな
らば、最初に(ゼロドライブライントルクのための)T
EGのための燃料を供給し、そして、そのレベルから運転
者のスロットル位置によって要求されるエンジン燃料供
給レベルへ円滑に漸増させることにより、円滑なスロッ
トル復帰が達成される。
たが、この好適な実施形態は例示に過ぎず、また、特許
請求の範囲の請求項に記載された本発明の技術的思想か
ら逸脱することなく形状および詳細について多くの変更
を行うことができることを理解されたい。
結合形複式変速機の縦断面図である。
て示す断面図である。
示す図である。
速装置を概略的に示すブロック図である。
論理を説明するグラフ図である。
御を概略的に示すフローチャートである。
チャートである。
チャートである。
チャートである。
に示すフローチャートである。
に仮定した線形関係を示すグラフ図である。
Claims (34)
- 【請求項1】 燃料制御エンジンと、指令出力信号に従
ってエンジンへの燃料供給を制御するエンジンコントロ
ーラと、前記エンジンによって駆動される入力軸および
出力軸を有する多段機械式変速機と、入力信号を受信し
それらを所定の論理規則に従って処理して指令出力信号
を出力する制御ユニットとを備えた少なくとも部分的に
自動化された車両用機械式変速装置の制御方法であっ
て、 現在の車両作動状態の下で前記入力軸をほぼゼロトルク
とするために必要なエンジン燃料供給レベルを決定し、 該エンジン燃料供給レベルに関連して前記変速装置を制
御することを特徴とする変速装置の制御方法。 - 【請求項2】 前記エンジン燃料供給レベルは、グロス
エンジントルク(T EG)をベースエンジン摩擦トルク
(TBEF )と補機トルク(TACCES )とエンジン加速ト
ルク(TACCEL )との和にほぼ等しくするのに必要なエ
ンジン燃料供給量であることを特徴とする請求項1に記
載の変速装置の制御方法。 - 【請求項3】 前記エンジン燃料供給レベルは、グロス
エンジントルク(T EG)をベースエンジン摩擦トルク
(TBEF )と補機トルク(TACCES )との和にほぼ等し
くするのに必要なエンジン燃料供給量であることを特徴
とする請求項1に記載の変速装置の制御方法。 - 【請求項4】 前記エンジンは、電子データリンクによ
って前記制御ユニットに接続されており、前記指令出力
信号は、前記データリンク上に伝達され、エンジンに指
定されたグロスエンジントルク(TEG)を発生させる信
号を含むことを特徴とする請求項2に記載の変速装置の
制御方法。 - 【請求項5】 前記エンジンは、電子データリンクによ
って前記制御ユニットに接続されており、前記指令出力
信号は、前記データリンク上に伝達され、エンジンに指
定されたグロスエンジントルク(TEG)を発生させる信
号を含むことを特徴とする請求項3に記載の変速装置の
制御方法。 - 【請求項6】 前記変速装置は、運転者設定スロットル
位置を検知してそれを表す入力信号を提供するセンサを
含んでおり、スロットルペダルがその最小変位位置へ移
動されたとき、第1時間にわたって前記エンジン燃料供
給レベルで前記エンジンに燃料が供給されるようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の変速装置の制御方
法。 - 【請求項7】 前記第1時間は、約300〜450ミリ
秒であることを特徴とする請求項6に記載の変速装置の
制御方法。 - 【請求項8】 前記変速装置は、運転者設定スロットル
位置を検知してそれを表す入力信号を提供するセンサを
含んでおり、スロットルペダルがその最小変位位置から
移動されたとき、第2時間にわたって前記エンジン燃料
供給レベルで前記エンジンに燃料が供給されるようにし
たことを特徴とする請求項1に記載の変速装置の制御方
法。 - 【請求項9】 前記第2時間は、約100〜300ミリ
秒であることを特徴とする請求項8に記載の変速装置の
制御方法。 - 【請求項10】 前記変速装置は、運転者設定スロット
ル位置を検知してそれを表す入力信号を提供するセンサ
を含んでおり、スロットルペダルがその最小変位位置へ
移動されたとき、第1時間にわたって前記エンジン燃料
供給レベルで前記エンジンに燃料が供給されるようにし
たことを特徴とする請求項2に記載の変速装置の制御方
法。 - 【請求項11】 前記第1時間は、約300〜450ミ
リ秒であることを特徴とする請求項10に記載の変速装置
の制御方法。 - 【請求項12】 前記変速装置は、運転者設定スロット
ル位置を検知してそれを表す入力信号を提供するセンサ
を含んでおり、スロットルペダルがその最小変位位置か
ら移動されたとき、第2時間にわたって前記エンジン燃
料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給されるように
したことを特徴とする請求項2に記載の変速装置の制御
方法。 - 【請求項13】 前記第2時間は、約100〜300ミ
リ秒であることを特徴とする請求項12に記載の変速装置
の制御方法。 - 【請求項14】 前記変速装置は、指令出力信号に従っ
て前記変速機のシフトを制御する変速機コントローラを
含み、変速機のギヤ比の離脱が要求されたとき、前記エ
ンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給され
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の変速装
置の制御方法。 - 【請求項15】 前記変速装置は、指令出力信号に従っ
て前記変速機のシフトを制御する変速機コントローラを
含み、変速機のギヤ比の離脱が要求されたとき、前記エ
ンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給され
るようにしたことを特徴とする請求項2に記載の変速装
置の制御方法。 - 【請求項16】 前記変速装置は、指令出力信号に従っ
て前記変速機のシフトを制御する変速機コントローラを
含み、変速機のギヤ比の結合が要求されたとき、前記エ
ンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給され
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の変速装
置の制御方法。 - 【請求項17】 前記変速装置は、指令出力信号に従っ
て前記変速機のシフトを制御する変速機コントローラを
含み、変速機のギヤ比の結合が要求されたとき、前記エ
ンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給され
るようにしたことを特徴とする請求項2に記載の変速装
置の制御方法。 - 【請求項18】 前記エンジンは、エンジン燃料制御が
運転者の要求に従う第1作動モードと、エンジン燃料制
御が運転者の要求に関連しない第2作動モードとを有し
ており、前記第2作動モードから前記第1作動モードへ
移行するとき、前記エンジン燃料供給レベルで前記エン
ジンに燃料が供給されるようにしたことを特徴とする請
求項1に記載の変速装置の制御方法。 - 【請求項19】 前記エンジンは、エンジン燃料制御が
運転者の要求に従う第1作動モードと、エンジン燃料制
御が運転者の要求に関連しない第2作動モードとを有し
ており、前記第2作動モードから前記第1作動モードへ
移行するとき、前記エンジン燃料供給レベルで前記エン
ジンに燃料が供給されるようにしたことを特徴とする請
求項2に記載の変速装置の制御方法。 - 【請求項20】 変速機のギヤ比の離脱が要求されたと
き、前記エンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料
が供給されるようにしたことを特徴とする請求項14に記
載の変速装置の制御方法。 - 【請求項21】 変速機のギヤ比の離脱が要求されたと
き、前記エンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料
が供給されるようにしたことを特徴とする請求項15に記
載の変速装置の制御方法。 - 【請求項22】 変速機のギヤ比の連結が要求されたと
き、前記エンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料
が供給されるようにしたことを特徴とする請求項16に記
載の変速装置の制御方法。 - 【請求項23】 変速機のギヤ比の連結が要求されたと
き、前記エンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料
が供給されるようにしたことを特徴とする請求項17に記
載の変速装置の制御方法。 - 【請求項24】 燃料制御エンジンによって駆動される
入力軸と、出力軸と、選択的に結合および離脱可能で複
数の駆動比およびニュートラルの選択を可能にした複数
のジョークラッチとを含み、該ジョークラッチは、シフ
トパターンを形成する複数の選択可能なシフトレバー位
置を有する手動操作されるシフトレバーによって選択的
に位置決めされようになっている手動シフトされる変速
機と、 現在の車両作動状態の下で前記入力軸をほぼゼロトルク
とするために必要なエンジン燃料供給レベルを決定する
第1手段と、 前記変速機をニュートラルへシフトする運転者の意志を
表す状態を検知するとともに、運転者のニュートラルへ
のシフト意志を表す状態を検知したとき、自動的に前記
エンジン燃料供給レベルで前記エンジンに燃料が供給さ
れるようにする第2手段とを備えたことを特徴とする車
両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項25】 前記エンジン燃料供給レベルは、グロ
スエンジントルク(TEG)をベースエンジン摩擦トルク
(TBEF )と補機トルク(TACCES )とエンジン加速ト
ルク(TACCEL )との和にほぼ等しくするのに必要なエ
ンジン燃料供給量であることを特徴とする請求項24に記
載の車両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項26】 前記ジョークラッチは、非同期ジョー
クラッチであることを特徴とする請求項24に記載の車両
用半自動シフト実行装置。 - 【請求項27】 前記変速機は、スプリッタ型複式変速
機であり、前記第2手段は、運転者のニュートラルへの
シフト意志を表す状態を検知したとき、自動的にスプリ
ッタシフトを事前選択することを特徴とする請求項24に
記載の車両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項28】 前記シフト意志を表す状態は、運転者
のシフトレバー操作を含むことを特徴とする請求項24に
記載の車両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項29】 シフト意志スイッチを備え、前記シフ
ト意志を表す状態は、前記シフト意志スイッチの操作を
含むことを特徴とする請求項24に記載の車両用半自動シ
フト実行装置。 - 【請求項30】 前記シフト意志スイッチは、前記シフ
トレバーに配置された手動操作ボタンを備えていること
を特徴とする請求項29に記載の車両用半自動シフト実行
装置。 - 【請求項31】 前記エンジンおよび前記制御ユニット
は、グロスエンジントルク(TEG)およびベースエンジ
ン摩擦トルク(TBEF )を表す信号を伝達する電子デー
タリンク(DL)に接続していることを特徴とする請求
項2に記載の変速装置の制御方法。 - 【請求項32】 前記エンジンおよび前記制御ユニット
は、グロスエンジントルク(TEG)およびベースエンジ
ン摩擦トルク(TBEF )を表す信号を伝達する電子デー
タリンク(DL)に接続していることを特徴とする請求
項25に記載の車両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項33】 前記シフト意志を表す状態は、運転者
が最少量の燃料供給を要求することを含むことを特徴と
する請求項24に記載の車両用半自動シフト実行装置。 - 【請求項34】 前記シフト意志を表す状態は、運転者
が最少量を越える燃料供給を要求することを含むことを
特徴とする請求項25に記載の車両用半自動シフト実行装
置。
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