JPH11336884A - 適応ニュ―トラルの感知システムおよび方法 - Google Patents

適応ニュ―トラルの感知システムおよび方法

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JPH11336884A
JPH11336884A JP11095071A JP9507199A JPH11336884A JP H11336884 A JPH11336884 A JP H11336884A JP 11095071 A JP11095071 A JP 11095071A JP 9507199 A JP9507199 A JP 9507199A JP H11336884 A JPH11336884 A JP H11336884A
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shift
transmission
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shift lever
neutral
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JP11095071A
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David L Wadas
レオナード ワダス デイヴィッド
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Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトレバー31を手動で操作する主部16
Aを有する、コンピュータ48支援される車両の機械的
複式変速システムのシフト動作を向上させる。 【解決手段】 H形シフトパターンにおけるシフトレバ
ーの縦方向の位置の関数として感知される、現在主部が
連結されているかニュートラルにあるかの状態の関数と
して、システムは制御される。位置センサ160は、シ
フトパターンにおけるシフトレバーの縦方向の位置を感
知する。論理規則は、車両の作動状態の関数として、主
部のニュートラル状態を示すと考えられる縦方向の位置
202/204の帯域の場所/幅を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変速機の自動的な
実行および/または支援シフトを制御するための制御シ
ステムおよび/または方法に関する。特に、本発明は、
主部のニュートラル状態の有無を感知する機能を有する
(シフトレバーやシフトセレクタを手動操作することに
よりシフトされる主部を有する複式変速機のような)変
速機の自動的な実行および/または支援シフトに関す
る。さらに本発明は、感知されたシフトレバーの位置に
応じて主変速部がニュートラルにあるか連結されている
かを判定し、感知された車両の操作状態に応じて主部の
ニュートラル状態が明らかにされたシフトレバーの位置
を変化させるような、シフトの制御に関する。
【0002】
【従来の技術】レンジ形、スプリッタ形およびレンジ/
スプリッタ複合形またはそのいずれかの複式手動シフト
機械的変速機は重量形車両で広く使用されており、米国
特許第4,754,665号、第5,272,929
号、第5,370,013号、第5,390,561
号、第5,546,823号、第5,609,062号
および第5,642,643号を参照すればわかるよう
に、従来技術で周知であり、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。このような変速機は、一
般的に、手動シフトレバーで直接的または遠隔式にシフ
トされる主部と、それに直列に接続された1つまたは複
数の補助部とを備えている。補助部は、一般的に1つま
たは複数のマスタースイッチの手動操作に応答して空気
圧式、油圧式、機械式および電気式またはそのいずれか
で作動するスレーブアクチュエータによってシフトされ
る場合が最も多かった。そのようなシステムのシフト制
御は、米国特許第4,455,883号、第4,55
0,627号、第4,899,607号、第4,92
0,815号、第4,974,468号、第5,00
0,060号、第5,272,931号、第5,28
1,902号、第5,222,404号および第5,3
50,561号を参照すればわかり、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。
【0003】マイクロプロセッサをベースにした電子制
御ユニット(ECU)が様々なシステムの作動状態を表
す入力信号を受け取り、それを論理規則に従って処理す
ることによって1つまたは複数のシステムアクチュエー
タにコマンド出力信号を送るようにした全自動または一
部自動式変速システムは、米国特許第4,361,06
0号、第4,593,580号、第4,595,986
号、第4,850,236号、第5,435,212
号、第5,582,069号、5,582,558号、
第5,620,392号、第5,651,292号、第
5,679,096号および第5,682,790号を
参照すればわかるように、従来技術で周知であり、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。
【0004】このようなシステムでは、感知された変速
機および/または変速機の主部の連結またはニュートラ
ル状態を、重要な制御パラメータとしてよく使用されて
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シフ
トレバーを手動で操作する主部を有する機械的複式変速
機のシフト動作を向上させるために支援するECUを提
供することである。
【0006】本発明の他の目的は、好ましくは、シフト
レバーの位置を感知するセンサと、感知された車両の状
態の関数として変速機の主部のニュートラルを示すと考
えられるシフトレバーの位置を適応するように修正する
論理規則とを有する複合変速機を含む、改良されたコン
ピュータ支援変速システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の好適な実施例
は、主部を手動操作式シフトレバーにより所定のシフト
パターンに従って操作してシフトすると共にエンジンに
燃料を供給することと、シフト動作を向上させるように
ECUによって少なくとも部分的に制御されたアクチュ
エータで補助部をシフトすることとの両方またはいずれ
か一方を行うコンピュータ支援の機械的複式変速システ
ムを包含する。ECUは、スプリッタスイッチの作動、
シフトレバーの位置および/またはその位置の変化率、
連結歯車比、エンジン回転速度、出力軸速度、クラッチ
状態および/またはスロットルペダル位置等、システム
の作動パラメータを表す感知されおよび/または計算さ
れた入力を使用して、エンジンの燃料供給制御、および
/または、レンジおよび/またはスプリッタシフトアク
チュエータの作動によってシフト動作を支援する。
【0008】本発明によれば、コンピュータを向上させ
ることにより、すなわち、レバーによってシフトされる
複式車両変速システムが、シフトレバーの位置を感知す
るセンサと感知された位置等の変数として主部の状態を
判定する制御論理規則とを有しており、論理規則が車両
の作動状態を感知/判定すると共に、車両の作動状態の
関数として主部のニュートラル状態を明らかにして、シ
ステムの性能を向上させることにより、従来技術の欠点
が最小限に抑えられるか、解決される。
【0009】本発明の上記および他の目的および利点
は、添付の図面を参照した好適な実施例の以下の説明を
読めば明らかになるであろう。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の適応ニュートラル感知コ
ントロールシステムおよび/または方法を使用するのに
特に適したコンピュータ支援(すなわち、マイクロプロ
セッサをベースにしたコントローラ支援)の車両複式機
械的変速システム10が、図1ないし図7に示されてい
る。
【0011】変速システム10は、トラクタ/セミトレ
ーラ車両のトラクタ等の重量形車両に一般的に使用され
ている形式のものであって、エンジン、一般的にはディ
ーゼルエンジン12と、クラッチハウジング内に収納さ
れているマスター摩擦クラッチ14と、多速度複式変速
機16と、駆動車軸アセンブリ(図示せず)とを備えて
いる。変速機16は、ユニバーサルジョイント24によ
り車両の駆動軸22に駆動連結されて駆動車軸アセンブ
リを駆動する出力軸20を備えている。変速機16は、
シフトレバーアセンブリ30のシフトタワーが直接取り
付けられた変速機ハウジング内に収容されている。本シ
ステムは、キャブオーバー形の車両に使用されているよ
うな、遠隔取り付け形のシフトレバーにも同様に適用す
ることができる。
【0012】図2は、手動操作式シフトレバーによって
シフトするレンジ/スプリッタ複合形の複式変速機の支
援手動シフト用のH形のシフトパターンを示している。
簡単に説明すると、シフトレバー31は、左右すなわち
X−X方向に変位して連結すべき特定の比を選択すると
共に、前後すなわちY−Y方向に変位して様々な比の選
択的な連結および切り離しを行うことができる。従来技
術で周知のように、シフトパターン(一般的には『H
形』シフトパターンと呼ばれる)は、自動レンジシフト
機能を備えており、スプリッタシフトの自動的な選択お
よび実行の両方またはいずれか一方を行うことができ
る。この形式のシフト機構およびシフトパターンを使用
した手動変速機は従来技術で周知であり、上記米国特許
第5,000,060号および第5,390,561号
を参照すれば、さらに詳細に理解できるであろう。
【0013】従来技術で周知であり、上記米国特許第
4,455,883号、第4,550,627号、第
4,920,815号および第5,272,931号に
示されているように、一般的にシフトレバーアセンブリ
30は、多レールシフトバーハウジングアセンブリや単
一シフト軸アセンブリ等のシフト機構32内へ下向きに
延出したシフトフィンガ或はフィンガ様のもの等(図示
せず)を備えている。
【0014】シフトレバーがシフトパターンの中間変速
域(3/4−5/6)と右側の変速域(7/8−9/1
0)の間の切換領域または帯域を変位するときに点AR
を横切るが、自動レンジシフトでは、このことを磁気セ
ンサや機械式または電気式レンジスイッチを作動させ、
あるいは、位置センサにより感知することによって、レ
ンジシフトの自動実行が行われる。
【0015】公知のように、シフトレバー31は、シフ
トパターンの所望の変速域(R/1−2,3−4/5−
6,あるいは7−8/9−10)に選択するために横
(X−X)方向に移動され、また、特定の比と連結およ
び切り離しするために縦(Y−Y)方向に移動される。
シフトパターンの中間すなわち切換領域である部分20
0は、変速域間を連絡しており、シフトパターンの縦方
向の中央にある(縦方向に変位されていない)状態すな
わちニュートラル位置を表している。以下に詳述するよ
うに、縦方向の中央或は中間の位置からの縦方向への変
位の大きさは、主部(主変速部)16Aが係合されてい
るかニュートラル状態にあることを示している。ここ
で、『縦方向』および『横方向』の用語は図2における
方向であり、説明の目的で使用しており、限定するもの
ではない。
【0016】主部16Aと補助部16Bを直列に接続し
てなる変速機16のシフト動作は、図1ないし図6に示
されている車両変速システム10によって、一部自動的
に実行/支援される。主部16Aは入力軸26を備えて
おり、入力軸26はマスタークラッチ14によって車両
エンジン12の駆動すなわちクランク軸28に作動連結
されており、補助部16Bの出力軸20は、一般的に駆
動軸24によって車両の駆動輪に作動連結されている。
補助部16Bはスプリッタ形であり、好ましくは米国特
許第4,754,665号および第5,390,561
号に示されているように、レンジ/スプリッタ複合形で
ある。
【0017】主変速部16から得られる変速比は、主部
16Aの特定の所望変速比に連結できるように定められ
たシフトパターンに従ってシフトレバー31を手動で位
置決めすることにより、手動で選択することができる。
【0018】本システムは、エンジン回転速度(ES)
を感知するセンサ33と、入力軸回転速度(IS)を感
知するセンサ34と、出力軸回転速度(OS)を感知す
るセンサ35とを備えており、センサはそれらを表す信
号を発生する。周知のように、既知の歯車比でクラッチ
14が噛み合い(すなわち、滑りがなく)、変速機が連
結している状態では、ES=IS=OS・GRである
(米国特許第4,361,060号を参照)。従って、
クラッチ14が連結しているとき、エンジン回転速度と
入力軸速度とは等しいと考えられる。入力軸速度センサ
34を省いて、センサによりまたはデータリンク(D
L)を介して感知されたエンジン回転速度(ES)で代
用することもできる。
【0019】エンジン12は電子制御され、SAEJ−
1922、SAEJ−1939、ISO11898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36を備えてい
る。スロットル位置(運転者要求)は、シフト動作点の
選択や他の制御論理における望ましいパラメータであ
る。別体のスロットル位置センサ38を設けるか、スロ
ットル位置(THL)をデータリンクから感知してもよ
い。総エンジントルク(TEG)およびベースエンジン摩
擦トルク(TBEF )もデータリンクで得ることができ
る。
【0020】手動クラッチペダル40がマスタークラッ
チ14を制御し、センサ42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。エンジン回
転速度と入力軸速度の両方を得ることができる場合に
は、これらを比較することによってクラッチの状態を決
定してもよい。ECU48からのコマンド出力信号に従
ってレンジクラッチおよびスプリッタ部クラッチを作動
させるために、レンジシフトアクチュエータおよびスプ
リッタアクチュエータ46を含む補助部アクチュエータ
44が設けられている。シフトレバー31は、スプリッ
タシフトを開始しようとする運転者の意志を感知するス
プリッタ選択スイッチ52を含むノブ50を備えてい
る。
【0021】システム10は、個別に点灯して選択可能
な連結位置の各々を表すディスプレイ素子56、58、
60、62、64および66を有する6位置シフトパタ
ーンのグラフィック表示部を含む運転者ディプレイユニ
ット54を備えている。好ましくは、シフトパターンデ
ィスプレイ素子の各半分(すなわち、58Aおよび58
B)を個別に点灯可能にすることによって、ディスプレ
イで連結比に対応したレバーおよびスプリッタ位置を運
転者に知らせることができるようにする。
【0022】本システムは、制御ユニットすなわちEC
U48を、好ましくは開示内容が参考として本説明に含
まれる米国特許第4,595,986号、第4,36
1,065号および第5,335,566号に示されて
いるような形式のマイクロプロセッサをベースにした制
御ユニットを備えており、これは入力信号68を受け取
ってそれを所定の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70をシステムのアクチュエータ
に、例えばスプリッタ部アクチュエータ、エンジンコン
トローラ36、レンジシフトアクチュエータおよびディ
スプレイユニット54またはそのいずれかに送ることが
できる。個別のシステムコントローラを用いるか、電子
データリンクで通信するエンジンコントローラECU3
6を用いてもよい。
【0023】米国特許第5,651,292号(この開
示内容は参考として本説明に含まれる)および(本出願
の譲受人に譲渡されている)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に、スプ
リッタアクチュエータ46は好ましくは3位置装置であ
って、スプリッタ部を選択可能に且つ維持可能にニュー
トラルにすることができる。あるいは、スプリッタクラ
ッチが中間の非連結位置にあるときにスプリッタアクチ
ュエータを不作動化することによって、『近似』スプリ
ッタニュートラルを得ることもできる。
【0024】10前進速レンジ/スプリッタ複合形変速
機16の構造が図3に概略的に示されている。この一般
形式の変速機は、上記米国特許第5,000,060
号、第5,370,013号および第5,390,56
1号に開示されている。
【0025】変速機16は、主部16Aおよび補助部1
6Bを備えており、これらは共にハウジング内に収容さ
れており、このハウジングは、クラッチハウジングによ
り形成できる前端部壁16Cと後端部壁16Dとを備え
ているが、(この特定の実施例では)中間壁を備えては
いない。
【0026】入力軸26に入力歯車76が共転可能に固
定されており、入力軸に設けられて後方に開口している
ポケットに出力軸20の小径延長部分がはまっている。
非摩擦ブッシュ等をポケットすなわち止まり穴内に設け
てもよい。入力軸26の後端部は前端部壁16C内の軸
受78により支持されているのに対して、出力軸20の
後端部は後端部壁16D内の軸受アセンブリ80により
支持されている。
【0027】主軸クラッチ84および86と主軸スプリ
ッタクラッチ88とを支持している主軸82はほぼ管状
本体から成り、その外表面に形成された外側スプライン
と、出力軸20を通すの軸方向に延在する貫通穴とを有
している。クラッチ84および86のシフト用にそれぞ
れシフトフォーク90および92が設けられている(図
5)。主軸82は、入力軸26および出力軸20に対し
て独立して回転することが可能であり、好ましくは、こ
れらの軸に対する一定の半径方向の移動が自在である。
【0028】主部16Aは、2つのほぼ同一の主部副軸
アセンブリ94を備えており、その各々は、副軸歯車9
8、100、102、104および106を支持してい
る主部副軸96を有している。歯車対98、100、1
02、104および106は、それぞれ入力歯車76、
主軸歯車108および110、および後退主軸歯車11
2と噛合されたアイドラギヤ(図示せず)と常時噛合し
ている。
【0029】主部副軸96は補助部内へ後方に延出して
おり、その後端部は直接的または間接的にハウジング後
端部壁16D内に支持されている。
【0030】変速機16の補助部16Bは、2つのほぼ
同一の補助部副軸アセンブリ114を備えており、その
各々は、補助部副軸歯車118、120および122を
共転可能に支持している補助部副軸116を有してい
る。補助部副軸歯車対118、120および122は、
それぞれスプリッタ歯車124、スプリッタ/レンジ歯
車126およびレンジ歯車128と常時噛合されてい
る。スプリッタクラッチ88が主軸82に固定されて歯
車124または126と選択的にクラッチ連結すること
ができるのに対して、同期レンジクラッチ130は出力
軸20に固定されて歯車126または歯車128と選択
的にクラッチ連結することができる。
【0031】補助部副軸116はほぼ管状であって、主
部副軸96の後方延出部を受けるための貫通孔が形成さ
れている。補助部副軸116を主部副軸96上に回転可
能に支持するため、軸受またはブッシュが設けられてい
る。
【0032】スプリッタジョークラッチ88は両面非同
期クラッチアセンブリであって、それぞれ歯車126ま
たは歯車124を主軸82に連結するための最右方また
は最左方位置、および、いずれの歯車124または12
6も主軸にクラッチ連結されない中間位置に選択的に位
置決めすることができる。スプリッタジョークラッチ8
8は、シフトフォーク98によって軸方向に位置決めさ
れ、このシフトフォーク98は、従来技術で周知のよう
に、シフトノブのボタン等のような運転者選択スイッチ
と、ECU48からの制御信号とに応答するピストンア
クチュエータ等の3位置アクチュエータによって制御さ
れる(米国特許第5,661,998号を参照)。2位
置同期レンジクラッチアセンブリ130は、最右方また
は最左方位置のいずれかに選択的に位置決めされること
によってそれぞれ歯車128または126のいずれかを
出力軸20に選択的にクラッチ連結することができる2
位置クラッチである。クラッチアセンブリ130は、2
位置ピストン装置により作動されるシフトフォーク(図
示せず)によって位置決めされる。上記いずれかのピス
トンアクチュエータの代わりに、機能的に同等のアクチ
ュエータ、例えばボールスクリュー機構やボールランプ
機構等を用いてもよい。
【0033】スプリッタクラッチ88およびレンジクラ
ッチ130の両方をその軸方向の位置を前方および後方
へ選択的に位置決めすることによって、出力軸回転速度
に対する4種類の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16Bは、入力(主軸82)お
よび出力(出力軸20)間に選択可能な4種類の速度す
なわち駆動比を与えるレンジ/スプリッタ複合形の3層
補助部である。主部16Aは後退速度と3段階の潜在的
に選択可能な前進速度とを備えている。しかしながら、
これらの選択可能な主部前進歯車比の1つ、すなわち主
軸歯車110に伴う低速歯車比は、ハイレンジでは使用
されない。このため、変速機16は「(2+1)×(2
×2)」形変速機と呼ぶのが適当であり、低速歯車比を
分割する要望および実現性に応じて、9または10段階
の選択可能な前進速度比を与える。
【0034】変速機16のスプリッタシフト動作は、車
両運転者が作動させるスプリッタボタン52等、一般的
にシフトレバーノブに設けられているボタンである、に
よる開始に応じて行われるが、レンジクラッチシフトア
センブリの作動は、図2に示されているように、歯車シ
フトレバーがシフトパターンの中央変速域と右側変速域
との間を移動するのに自動的に応答する。あるいは、ス
プリッタシフト動作を自動化してもよい(米国特許第
5,435,212号を参照)。この一般形式のレンジ
シフト装置は従来技術で周知であり、上記米国特許第
3,429,202号、第4,455,883号、第
4,561,325号および第4,663,725号を
参照すればわかるであろう。
【0035】本発明は、中間壁を備えていない複式変速
機の実施例で説明されているが、本発明は、上記米国特
許第4,754,665号、第5,193,410号お
よび第5,368,145号に示されている形式の変速
機にも同様に適用することができる。
【0036】従来の技術、特に手動変速機では、スプリ
ッタクラッチが2位置アクチュエータによって作動され
ており、従って、非常に荒っぽいスプリッタシフト動作
を防止するために比較的小さいバックラッシ(約3.6
インチ(9.144cm)ピッチ径のクラッチの場合、
約0.008〜0.012インチ(0.020〜0.0
30cm))が設けられていた。一般的に、上記バック
ラッシで通常の連結力の場合、約60RPMを超える入
力軸同期誤差では、クラッチ歯がラチェット(ratchet)
すなわち「振動音」(buzz) を生じて、クラッチ連結が
得られないであろう。
【0037】周知のように(開示内容が参考として本説
明に含まれる米国特許第5,052,535号を参
照)、噛み合いクラッチが適正に連結する(すなわち、
十分なクラッチ歯の貫入が生じる)許容相対回転速度
は、クラッチシステム内の全有効バックラッシに正比例
した関数である。クラッチ連結が可能な最大許容非同期
状態は、容認できる最も荒っぽいクラッチ連結を考慮し
て選択される。
【0038】特に重量形車両用の非同期噛み合いクラッ
チ構造を用いたチェンジギヤ変速機では、総バックラッ
シ(すなわち、最大限に許容できる荒っぽいクラッチ連
結)が付与されているために、クラッチ部材を連結する
ことが可能な非同期状態の範囲は一定条件下で望ましい
範囲よりも狭くなり、シフトさせることが困難になるこ
とが多い。
【0039】本発明によれば、上記米国特許第5,65
1,292号にさらに十分に説明されているように、相
互噛み合いクラッチ歯に、スプリッタクラッチ88とス
プリッタ歯車124およびスプリッタ/レンジ歯車12
6との比較的大きいバックラッシ(3.6インチ(9.
144cm)ピッチ径のクラッチの場合、約0.020
〜0.060インチ(0.051〜0.152cm))
が設けられているので、全力状態での試行スプリッタシ
フトのほとんどすべてを完了することができる。
【0040】スプリッタクラッチ88は、ピストンアク
チュエータアセンブリ142(図4を参照)のピストン
ロッド140に取り付けられたシフトフォーク98によ
り移動させられる。アクチュエータアセンブリ142は
従来の3位置アクチュエータ(開示内容が参考として本
説明に含まれる米国特許第5,054,591号を参
照)か、選択的に加圧および排気される室144のパル
ス幅変調を利用して3つのスプリッタ位置(L、N、
H)にシフトフォークを差動させるようにした、米国特
許第5,682,790号または第5,661,998
号(これらの開示内容は参考として本説明に含まれる)
に記載されている形式のアクチュエータにすることがで
きる。
【0041】好ましくは、スプリッタクラッチアクチュ
エータ142は、パルス幅変調により供給圧力を変化さ
せる等、可変力を加えることができる。切り離し時およ
び同期状態が確認されない場合の両方またはいずれか一
方では、全力より小さい力を使用してもよい。
【0042】コントローラ48は論理規則を含んでお
り、この論理規則は、主部が連結している場合、スプリ
ッタニュートラルから選択目標スプリッタ比へのシフト
が開始されるため、適当な運転者燃料制御を含む通常状
態では、同期誤差(入力軸回転速度から出力軸の回転速
度と変速機目標歯車比との積を引いたもの)が、滑らか
な高品質シフトを与えるように選択された値以下である
と予想する((IS−(OS・GR))=誤差≦基準
値)。感知/予想軸速度、軸加速度/減速度およびアク
チュエータの反応時間に関して時期調整が行われる。
【0043】一定の状況において論理規則は、シフト品
質を犠牲にしてでも好適な同期ウィンドウ(すなわち、
IS=(OS・GR)±60RPM)を拡げてスプリッ
タシフトを得られるようにしなければならない作動状態
を認識する。これらの状況は一般的にアップシフトに関
連しており、シフト完了時の予想エンジン回転速度が望
ましくない低さになると思われる低いエンジン回転速度
でシフトを試行する場合、出力軸の減速度が比較的高い
(dOS/dt<REF)場合、エンジンの減速度が比
較的低い(dES/dt>REF)場合、および/また
は同期誤差の絶対値が許容速度で正常値に接近していな
い場合を含む。好ましい実施の形態では、主部のニュー
トラルが感知されると、スプリッタは設定とは無関係
に、または、同期していない状態で全力で連結するよう
になる。
【0044】シフトレバー31またはそれによって制御
されるシフト機構32の位置は、位置センサ装置によっ
て感知することができる。様々な位置感知アセンブリが
従来技術で周知であるが、本出願の譲受人に譲渡されて
おり、開示内容が参考として本説明に含まれる許可済み
の米国特許出願第08/695,052号に好適な形式
が示されている。
【0045】図5および図6を参照すると、シフト機構
32は、シフトレバー31のX−X移動に応じて回転可
能であると共にシフトレバー31のY−Y移動に応じて
軸方向に移動可能である軸162を有する単一シフト軸
装置160として示されている。この形式の機構は、上
記の米国特許第4,920,815号に詳細に記載され
ている。
【0046】シフト軸162は、それと共に選択的に軸
方向移動する主部シフトフォーク90および92と、シ
フトフィンガ等を受けるシフトブロック部材164とを
支持している。1対のコイル166および168が、図
2に示されているシフトパターンに対する軸162の、
従ってシフトレバー31の、軸方向および回転方向位置
を表す1対の信号(集合的にGR)を発生する。好まし
くは、位置変化率(dGR/dt)も決定して、システ
ム10のシフトを向上させるために使用することもでき
る。
【0047】例えば、図2において、シフトレバー位置
を感知できれば、ローレンジとハイレンジとの間のシフ
トの必要な開始を感知するための点ARの固定スイッチ
等が必要なくなる。さらに、物理的スイッチは必要なく
なるので、レンジシフトを命令するシフトパターン位
置、すなわち点ARを、例えば点180、182または
184に変更して、様々な作動状態におけるシステムの
性能を向上させることができる。
【0048】第1速ないし第4速にある場合、ハイレン
ジへのシフトはあまりありそうになく、レンジシフトが
誤って作動するのを防止するため、自動レンジシフト開
始点を(予想シフトレバー経路から離れた)位置184
へ移動させてもよい。ハイエンジン速度の第6速にある
場合、ハイレンジへのシフトが考えられるので、自動レ
ンジ開始点を位置180へ移動させることによって、レ
ンジシフトを迅速に開始することができる。同様に、第
5速にある場合、ハイレンジへのシフト開始は適当な中
位のみであり、レンジシフト開始点を点182に移動さ
せることができる。
【0049】本発明によれば、運転者は、自分のスロッ
トルペダルの作動では現在の目標比に対応したジョーク
ラッチを連結させることができないことが現在の車両作
動状態から明らかでなければ、エンジンの燃料供給を制
御することができる。運転者のスロットルペダルの設定
を含む作動状態から、運転者が目標比へのスプリッタシ
フトを完了できることがわかれば、運転者のスロットル
設定に従ってエンジンに燃料が供給される。そうでない
場合、自動エンジン燃料供給が行われる。スプリッタ部
が主部より先に連結した場合、運転者は主部を連結する
ことによってエンジン燃料供給を完全に制御し続けてシ
フトを完了する(ことが好ましい)。
【0050】主変速部16Aの連結状態(すなわち、連
結またはニュートラル)は、システム10にとって重要
な制御パラメータである。例えば、主部のニュートラル
が感知された場合、スプリッタは、同期状態の有無に関
係なく、全力連結が命令されるであろう。また、スプリ
ッタがニュートラルである間に主部が連結した場合、実
質的な同期が感知されるまで、システムはスプリッタを
連結させないで、必要に応じて自動燃料制御を開始する
であろう。もちろん、主部のニュートラルおよび連結状
態の両方またはいずれか一方の誤った判断を防止する
か、最小限に抑えることが重要である。
【0051】図2において、中間線200からの垂直変
位の第1の狭い帯域202と第2の広い帯域204を利
用して、主部がニュートラルにあるか否かを決定するこ
とができる。変速機主部が主部ニュートラルにあること
が確認されていない場合、ニュートラル確認帯域は狭い
方の帯域202である。これによって、主部のニュート
ラル状態を明確にする前に、主部16Aが真にニュート
ラルにあることを確認できる。変速機主部16Aがニュ
ートラルにあることが確認されている場合、ニュートラ
ル確認帯域は広い方の帯域204である。これによっ
て、主部ジョークラッチのニュートラルまたはレーキン
グ(raking)の単なる行き過ぎを主部連結状態と誤って解
釈することがないようにすることができる。
【0052】点206でシフトレバーを感知すること
は、常に主部ニュートラルとして解釈され、点208で
シフトレバーを感知することは、常に主部連結として解
釈される。しかし、点210でシフトレバーが感知され
た場合、これがニュートラルまたは連結状態であるとい
う先の決定を変更することはない。
【0053】主部16Aの現在の連結またはニュートラ
ル状態以外の、またはそれに追加される車両作動状態を
利用してニュートラル感知帯域の幅を変更してもよい。
【0054】従って、変速機がニュートラルのときのシ
フトレバーの位置に基づいて感知する、新規の改良型コ
ンピュータ支援の手動シフト変速機システムが提供され
ていることがわかるであろう。
【0055】以上に本発明をある程度特定化して説明し
てきたが、好適な実施例の説明は例示にすぎず、本発明
の精神および範囲から逸脱することなく形式および詳細
に様々な変更を加えることができることを理解された
い。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、シフトレバーを手動で
操作する主部を有する機械的複式変速機のシフト動作を
向上させるために支援するECUを提供することができ
る。また、本発明によれば、好ましくは、シフトレバー
の位置を感知するセンサと、感知された車両の状態の関
数として変速機の主部のニュートラルを示すと考えられ
るシフトレバーの位置を適応するように修正する論理規
則とを有する複合変速機を含む、改良されたコンピュー
タ支援変速システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンジシフト制御を好都合に利用した
ECU支援複式機械的変速システムの概略図である。
【図2】図1の変速機用のシフトパターンおよび代表的
な数値比を示す図である。
【図3】図1の複式機械的変速機の構造の概略図であ
る。
【図4】図1の変速システムで使用される3位置スプリ
ッタアクチュエータの概略図である。
【図5】図1のシステムに使用されるシフト軸位置セン
サ機構の概略図である。
【図6】図1のシステムに使用されるシフト軸位置セン
サ機構の概略図である。
【図7】本発明の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
10 変速システム 16 変速機 16A 主部(主変速部) 31 シフトレバー 200 縦方向の中央位置 202 第1の狭い帯域 204 第2の広い帯域 GR シフトレバーの位置信号 ES エンジンの回転速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Eaton Center,Clevel and,Ohio 44114,U.S.A.

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主変速部を有する変速機と、 縦方向の中央位置(200)から比較的少なく縦方向に
    配置された場合には前記主変速部がニュートラルにある
    ことを示すと共に、縦方向の前記中央位置から比較的大
    きく縦方向に配置された場合には前記主変速部が所定の
    ギヤ比に連結されていることを示す、H形に形成された
    シフトパターンにしたがって、前記主変速部をシフトす
    る手動操作シフトレバーと、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの位置を
    示す信号(GR)を供給するセンサと、 シフトレバーの位置を示す信号を含む入力信号を受け取
    って、車両の作動状態を示す制御パラメータの値を判定
    してシステムアクチュエータの命令信号を出力するため
    の所定の論理規則に従って処理するシステムコントロー
    ラと、 とを備えた車両の変速システムの補助シフトを制御する
    ための方法であって、前記シフトパターンにおける前記
    シフトレバーの現在の位置を示す位置パラメータの値を
    感知し、 前記シフトレバーの現在の縦方向の位置を前記縦方向の
    中央位置からの縦方向の変位帯域と比較して、前記主変
    速部が現在所定のギヤ比と連結しているかニュートラル
    にあるかを判定し、前記主変速部が最終的に連結されて
    いると判定された場合には、前記縦方向の変移位置から
    の縦方向変位帯域が第1の最大値(202)を有し、ま
    た、前記主変速部が最終的にニュートラルにあると判定
    された場合には、前記縦方向変位帯域が第1の最大値よ
    りも大きい第2の最大値(204)を有し、 前記主変速部の判定された現在の連結されているかニュ
    ートラルにあるかの状態の関数として、前記変速システ
    ムを制御する方法。
  2. 【請求項2】 前記変速機は、主変速部と連続するスプ
    リッタ部を有する複式変速機である、請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 前記変速機は燃料供給制御されるエンジ
    ンによって駆動され、前記入力信号はエンジンの回転速
    度と車両の地上速度とを示す信号を含む、請求項1に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 前記変速機は前記変速部と連続するレン
    ジ部も含んでおり、前記シフトパターンは、低レンジ比
    に選択するための少なくとも1つの第1変速域(3/4
    −5/6)と、該第1変速域と平行に隣接する、高レン
    ジ比に選択するための第2変速域(7/8−9/10)
    と、前記第1および第2変速域の間に垂直に延びる、前
    記シフトパターンにおいて縦方向に変位しない切換領域
    区分(200)と、を備えてなる請求項2に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 主変速部を有する変速機と、 縦方向の中央の変位されていない位置(200)から比
    較的少なく縦方向に配置された場合には前記主変速部が
    ニュートラルにあることを示すと共に、縦方向の前記中
    央位置から比較的大きく縦方向に配置された場合には前
    記主変速部が所定のギヤ比に連結されていることを示
    す、H形に形成されたシフトパターンにしたがって、前
    記主変速部をシフトする手動操作シフトレバーと、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの位置を
    示す信号(GR)を供給するセンサと、 シフトレバーの位置を示す信号を含む入力信号を受け取
    って、車両の作動状態を示す制御パラメータの値を判定
    してシステムアクチュエータの命令信号を出力するため
    の所定の論理規則に従って処理するシステムコントロー
    ラと、とを備えた車両の変速システムの補助シフトを自
    動的に制御するための制御システムであって、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの現在の
    位置を示す位置パラメータの値を感知するための手段
    と、 前記シフトレバーの現在の縦方向の位置を前記縦方向の
    中央の変位されていない位置からの縦方向の変位の可変
    帯域と比較して、前記主変速部が現在所定のギヤ比と連
    結しているかニュートラルにあるかを判定するための手
    段と、 前記主変速部が最終的に連結されていると判定された場
    合には、前記縦方向の変移位置からの縦方向の変位の可
    変帯域が第1の最大値(202)を有し、また、前記主
    変速部が最終的にニュートラルにあると判定された場合
    には、前記縦方向の変位の可変帯域が第1の最大値より
    も大きい第2の最大値(204)を有するようにする手
    段と、 前記主変速部の判定された現在の連結されているかニュ
    ートラルにあるかの状態の関数として、前記変速システ
    ムを制御する手段とを備えた制御システム。
  6. 【請求項6】 前記変速機は、主変速部と連続するスプ
    リッタ部を有する複式変速機である、請求項5に記載の
    制御システム。
  7. 【請求項7】 前記変速機は、燃料供給制御されるエン
    ジンによって駆動され、前記入力信号はエンジンの回転
    速度と車両の地上速度とを示す信号を含む、請求項5に
    記載の制御システム。
  8. 【請求項8】 前記変速機は前記変速部と連続するレン
    ジ部も含んでおり、前記シフトパターンは、低レンジ比
    に選択するための少なくとも1つの第1変速域(3/4
    −5/6)と、該第1変速域と平行に隣接する、高レン
    ジ比に選択するための第2変速域(7/8−9/10)
    と、前記第1および第2変速域の間に垂直に延びる、前
    記シフトパターンにおいて縦方向に変位しない切換領域
    区分(200)と、を備えてなる請求項6に記載の制御
    システム。
  9. 【請求項9】 主変速部を有する変速機と、 縦方向に変位されていない位置(200)から比較的少
    なく縦方向に配置された場合には前記主変速部がニュー
    トラルにあることを示すと共に、縦方向の前記中央位置
    から比較的大きく縦方向に配置された場合には前記主変
    速部が所定のギヤ比に連結されていることを示す、H形
    に形成されたシフトパターンにしたがって、前記主変速
    部をシフトする手動操作シフトセレクターと、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの位置を
    示す信号(GR)を供給するセンサと、 シフトレバーの位置を示す信号を含む入力信号を受け取
    って、車両の作動状態を示す制御パラメータの値を判定
    してシステムアクチュエータの命令信号を出力するため
    の所定の論理規則に従って処理するシステムコントロー
    ラと、とを備えた車両の変速システムの補助シフトを自
    動的に制御するためのコンピュータプログラム製品であ
    って、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの現在の
    位置を示す位置パラメータの値を感知し、 前記シフトレバーの現在の縦方向の位置を前記縦方向の
    変位されていない位置からの縦方向の変位帯域と比較し
    て、前記主変速部が現在所定のギヤ比と連結しているか
    ニュートラルにあるかを判定し、前記主変速部が最終的
    に連結されていると判定された場合には、前記縦方向の
    変移位置からの縦方向変位帯域が第1の最大値(20
    2)を有し、また、前記主変速部が最終的にニュートラ
    ルにあると判定された場合には、前記縦方向変位帯域が
    第1の最大値よりも大きい第2の最大値(204)を有
    し、 前記主変速部の判定された現在の連結されているかニュ
    ートラルにあるかの状態の関数として、前記変速システ
    ムを制御する規則を有するコンピュータプログラム製
    品。
  10. 【請求項10】 主変速部を有する変速機と、 縦方向の中央位置(200)から比較的少なく縦方向に
    配置された場合には前記主変速部がニュートラルにある
    ことを示すと共に、縦方向の前記中央位置から比較的大
    きく縦方向に配置された場合には前記主変速部が所定の
    ギヤ比に連結されていることを示す、H形に形成された
    シフトパターンにしたがって、前記主変速部をシフトす
    る手動操作シフトレバーと、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの位置を
    示す信号(GR)を供給するセンサと、 シフトレバーの位置を示す信号を含む入力信号を受け取
    って、車両の作動状態を示す制御パラメータの値を判定
    してシステムアクチュエータの命令信号を出力するため
    の所定の論理規則に従って処理するシステムコントロー
    ラと、とを備えた車両の変速システムの補助シフトを制
    御するための方法であって、 前記シフトパターンにおける前記シフトレバーの現在の
    位置を示す位置パラメータの値を感知し、 前記シフトレバーの現在の縦方向の位置を前記縦方向の
    中央位置からの縦方向の変位帯域と比較して、前記主変
    速部が連結しているかニュートラルにあるかを判定し、
    車両の作動状態の第1セットが最終的に存在すると判定
    された場合には、前記縦方向の変移位置からの縦方向変
    位帯域が第1の最大値(202)を有し、また、車両の
    作動状態の第2セットが最終的に存在すると判定された
    場合には、前記縦方向変位帯域が第1の最大値よりも大
    きい第2の最大値(204)を有し、 前記主変速部の判定された現在の連結されているかニュ
    ートラルにあるかの状態の関数として、前記変速システ
    ムを制御する方法。
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