JPS62265040A - 自動機械式伝動システムの制御方法 - Google Patents

自動機械式伝動システムの制御方法

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JPS62265040A
JPS62265040A JP62107946A JP10794687A JPS62265040A JP S62265040 A JPS62265040 A JP S62265040A JP 62107946 A JP62107946 A JP 62107946A JP 10794687 A JP10794687 A JP 10794687A JP S62265040 A JPS62265040 A JP S62265040A
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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） この発明は、複数のギア減速比を提供する自動動力伝動
装置、たとえば自動機械式伝動装置（すなわち、”ＡＭ
Ｔ″）に関し、かつそのための制御システムおよび方法
に関する。特に、この発明は自動機械式伝動システムで
あって、そのギア選択およびシフト決定が測定または計
算されたパラメータ、たとえば車両または伝動装置出力
シャフト速度、伝動装置入力シャフト速度、エンジン速
度、スロットル位置、スロットル位置変化率、車両およ
び／またはエンジン速度の変化率等に基づいて実施およ
び／または達成されるようにした前述自動機械式伝動シ
ステムのための制御システムおよび方法に関する。
特にこの発明は、伝動装置のギア変換操作の完了後のマ
スタークラッチの再係合中の、マスタークラッチおよび
エンジンへの燃料供給量の制御を包含するＡＭＴシステ
ムの制御方法に関する。
（従来の技術） かみ合いクラッチを利用する自動機械式タイプおよび摩
擦クラッチを利用する遊星ギアタイプの自動伝動装置の
利用は、従来からその制御システムとして良く知られて
いる。自動伝動装置のための別々のロジック回路および
／またはソフトウェア制御されるマイクロプロセッサを
利用すると共に、そのギア選択およびシフト決定を所定
の測定および／または計算されたパラメータ、たとえば
車両速度（または伝動装置出力シャフト速度）、伝動装
置入力シャフト速度、エンジン速度、車両速度変化率、
エンジン速度変化率、スロットル位置、スロットル位置
変化率、スロットル完全押下げ（す彦わち、“キックダ
ウン″）、ブレーキ機構の作動、現係合ギア比、等に基
づいて実施するようにした電子制御システムは従来技術
において知られている。
この種の車両用自動／半自動伝動制御システムの例は米
国特許第４，３６１．０６０号、４，５５１，８０２号
、４、５２７．４４７号、４，４２５，６２０号、４．
４６へ４２７号、４．０８１，０６５号、４．０７へ２
０３号、４．２５へ３４８号、４．０３８，８８９号、
４．２２へ２９５号、４７７６．０４８号、４．２０８
，９２９号、４，０３９，０６１号、へ９７４，７２０
号、へ４７Ｂ、８５１号、および４９４２．５９３号明
細書に示されておシ、その開示内容はすべてここに参考
のために包含されている。
（発明が解決しようとする問題点） ＡＭＴシステムの車両マスタークラッチの係合および離
脱を自動的に制御する自動制御システム／サブシステム
は、米国特許第４，０８１，０６５号、第４，４０１，
２００号、第４．４１へ７１４号、第４，４５２，４４
５号、第４，５０９，４２５号および第４，５７４２６
３号明細書に示されるように従来から知られており、こ
れらの開示内容はここに参考のために包含されている。
前述の自動／半自動伝動装置制御システムは、はとんど
の条件下において車両マスタークラッチを制御するもの
であるが、ある条件下において燃料がスロットルペダル
のセツティングにしたがつてエンジンに供給されること
が許容される場合は、クラッチはエンジンを制御するの
に十分表迅速性をもって（すなわち、エンジンが所望回
転速度より高い速度で望ましくない状態で疾走すること
を防止するように）係合させることはなく、および／ま
たは容認できる程円滑なりラッチの係合がもたらされな
い。
したがって、この発明の目的は自動機械式伝動システム
の新規で改良された制御方法であって、伝動装置のギア
変換操作後のクラッチ再係合の感知および確認、クラッ
チ操作により最小にされるべきエラー値の計算、そして
、エラー値が所定値を越える場合はエンジンへの燃料供
給量の増大の防止を行なうようにした制御方法を提供す
ることである。
（問題点を解決するための手段） この発明において、自動／半自動機械式伝動システムの
ための制御システム、好ましくは電子制御システムおよ
び制御方法を提供することにより従来技術の欠点が克服
または最少化されており、そこではクラッチ係合、スロ
ットルセツティング、ギア選択およびシフト決定が、エ
ンジン速度の変化率、入力シャフト速度の変化率および
スロットル位置を表示する入力信号を包含する測定また
は計算されたパラメータに基づいて実施または達成され
るようになっている。
他の入力／パラメータ、たとえば、伝動装置入力シャフ
ト速度、伝動装置出力シャフト速度、スロットル位置変
化率、マスタークラッチ状態、現係合ギア比、車両ブレ
ーキの適用等を表示する信号も、ＡＭＴシステムの制御
の決定を行なうために利用できる。
椎々の入力信号が処理される所定ロジブクルールまたは
プログラムには、伝動装置のギア変換操作の完了を検出
し、入力シャフト速度の変化率、エンジン速度の変化率
およびスロットル位置の関数であるエラー値（Ｅ）を計
算し、エラー値（Ｅ）の値を最小に維持するようにクラ
ッチを操作し、そしてエラー値（Ｅ）が所定基準値を越
えた場合は、エラー値（Ｅ）が基準値を越えている間、
エンジンへの燃料供給量がさらに増大することを防止す
る方法が包含されている。
制御方法は、（Ｅ）が次式により表わされるエラー値（
Ｅ）を最小にするように動作させることが好ましい。
Ｅ　”　Ｋｌ十（Ｋｚ　＊Ａ　）　十（Ｋｓ　＊ｄ”／
ｄｔ）＋　（Ｋ４　＊ｄＩＳ／ｄｔ　） ここで、ＫＩ＝加重ファクター、 Ｋ、＝加重ファクター、 Ａ＝スロットル位置の非線型関数、 １（、＝加重ファクター、 Ｎ＝工／ジン速度、 ｄＮ／ｄｔ　＝エンジン加速度、 Ｋ＋加重ファクター、 Ｉｓ二二人カシアフト速度 ｄ工８／ｄｔ＝入カシャフト加速度、セしてＥ＝エラー
、 もしエラー（Ｅ）が正の値ならば、アクチュエータはク
ラッチを係合させる。もしエラー値（Ｅ）が負の値なら
ば、アクチュエータはクラッチを離脱させる。
この制御式は、伝動装置のギア変換またはシフトの完了
後にクラッチが係合されるべき時点においてのみ有効で
ある。
（実　施　例） 第１図は、スロットル制御されるエンジン１４、たとえ
ば良く知られるジーゼルエンジンによりマスタークラッ
チ１６を介して駆動される自動多段速度ギア変換型複合
伝動装置１２を包含する自動機械式伝動システム１０を
示している。エンジンブレーキ、たとえばエンジン１４
の回転速度を減速する排気ブレーキ１７、および／また
はマスタークラッチ１６の離脱により入力シャフトに減
速力を適用するだめの入力シャフトブレーキ１８を、通
常知られるように設けることができる。自動伝動装置１
２の出力は通常知られるように駆動車軸のディファレン
シャル、トランス７アケース等のような適切な車両要素
に駆動連結される出力シャフト２０である。
前述の動力伝動列要素は、詳細は後述する複数の装置に
より作動されると共にモニターされるようになっている
。これらの装置には、操作者により制御されるスロット
ルまたは他の燃料スロットル装置２４の位置を感知する
スロットル位置またはスロットル開度モニター装置２２
、エンジン１４に供給される燃料量を制御する燃料制御
装置２６、エンジンの回転速度を感知するエンジン速度
センサ２８、クラッチ１６を係合および離脱すると共に
、クラッチの状態に関する情報を供給するクラッチオペ
レータ３０、入力ブレーキオペレータ３１、伝動装置入
力シャフト速度センサ３２、伝動装置１２を選択された
ギア比にシフトさせると共に、伝動装置の現在状態を表
示する信号を発信する伝動装置オペレータ６４および伝
動装置出力シャフト速度上ンサ３６が包含されている。
車両ブレーキモニター３８は、車両ブレーキペダル４０
の作動を感知する。
前述の装置は中央処理ユニットまたは制御装置４２へ情
報を送信し、そこから指令を受信するようになっている
。中央処理ユニット４２はアナログまたはデジタル電子
計算機およびロジック回路を包含しており、その特定の
配置および構造はこの発明の一部を構成するものではな
い。中央処理ユニット４２はシフト制御装置４４からも
情報を受信するようになっており、このシフト制御装置
４４により車両操作者は車両の後退（Ｒ）、中立（Ｎ）
、または前進駆動（Ｄ）モードを選択することができる
。電動力供給源（図示しない）または圧力流体供給源（
図示しない）が、種々の感知、作動または処理ユニット
に電気または空気圧動力を提供するようになっている。
故障表示装置または警報装置４６は特定の故障の確認を
表示し、あるいは非確認故障の存在を単に警報するよう
になっている。前述のタイプの駆動力伝動列要素および
その制御装置は従来から知られていると共に、前述米国
特許第４．３６１０６０号、へ７７６．０４８号、４，
０３８，８８９号および４，２２６，２９５号明細書に
詳細に示されている。
センサ２２．２８．３２．３６．３８および４４はこれ
らによりモニター処理されたパラメータに比例するアナ
ログまたはデジタル信号を発信する任意のタイプまたは
構造のものにすることができる。同様に、オペレータ１
７．１８．２６．３０および３４は処理ユニット４２か
らの指令信号に応答して作動を達成する任意の電気的、
空気圧的または電気空気式タイプのものとすることがで
きる。燃料制御装置２６は通常、操作者のスロットル２
４のセツティングにしたがってエンジン１４へ燃料を供
給するが、アップまたはダウンシフト中に伝動装置を同
期させるため、制御ユニット４２からの指令にしたがっ
てより少量（燃料ディップ）またはより多量（燃料ブー
スト）の燃料を供給するようになっている。
もし、燃料ディップまたは燃料ブースト操作の完了時点
で、燃料制御装置２６のセツティング“ＦＣ”がスロッ
トル２４のセツティングＴＰ”と相違するならば、燃料
制御装置はスロットルセツティングに適合するよう°に
、適切に増減される。スロットルセツティングの観点か
ら燃料制御装置を調整する制御システムの一つは一例と
して、米国特許第４．４９４２２８号号明細書に示され
ており、その開示内容はここに参考のために包含されて
いる。
中央処理ユニット４２の目的は、プログラム（す々わち
、所定ロジックルール）および現行または記憶パラメー
タにしたがって、伝動装置が作動すべき最適ギア比を選
択し、かつ必要ならば、現行または記憶情報に基づいて
選択された最適ギア比にギア変換またはシフトを指令す
ることである。
中央処理ユニット４２により達成されるべき種々の機能
、およびその達成のための良好な方法は、１９８４年１
０月１０日出願の許可された米国特許出願筒６５９，１
１４号明細書、および１９８３年１１月発行の、ソサイ
エテイー・オブ・オートモーティプ・エンジニアズＳＡ
Ｅ論文第８５１７７６号に詳細に示されており、その開
示内容はここに参考のために包含される。
完全自動ＡＭＴシステム１０が図示されているが、この
発明は、システムが運転者により選択されたギア変換を
自動的に達成する半自動ＡＭＴシステムに適用すること
もできる。
ＡＭＴシステムの伝動装置キアシフトモード作動後のク
ラッチ再係合に関して、燃料制御装置２６およびクラッ
チオペレータ３０は下記の通シ制御される。制御装置、
またはマイクロプロセッサをベースにしたものが好まし
い中央処理ユニット４２が、最小圧されるべきエラー値
（Ｅ）を計算する。
Ｅ＝Ｋ１１−１−（ＫごＡ　）　＋（Ｋｓ　＊”／ｄｉ
　）＋（Ｋ４＊ｄＩＳ／ｄｔ） ここで、Ｋ、＝加重ファクター、 Ｋ意＝加重ファクター、 Ａ＝所望クラッチ係合特性をもたらす ように調整されたスロットル位置 の非線型関数で、たとえば、ＯＬ％ 〜約５０％スロットルにおいては、 この信号け０に等しく、それからある最大値まで総体的
に線型に増大する。
１（３−加重ファクター、 Ｎ＝エンジン速度を表示する信号、 ｄＮ／ｄｔ＝エンジン速度の変化率を表示する信号、Ｋ
４＝加重ファクター、 Ｉ８−入力シャフト速度を表示する信号、ｄＩＳ／ｄｔ
−入力シャフト速度の変化率を表示する信号、Ｅ＝エラ
ー もしエラーｔａが正の値ならば、アクチュエータはクラ
ッチを係合させる。もしエラー値働が負の値ならば、ア
クチュエータはクラッチを離脱させる。
加重ファクターＫｌ、　Ｋ２．　Ｋ３およびに４は車両
またはＡＭＴシステムパラメータの観点から選択される
が、Ｋ２およびに３は正の値であシ、その理由は、より
高いＡの値がエンジンに対する燃料量の増大に関する操
作者の要求を表わすと共に、それがクラッチ係合量を増
大することなく提供されることはなく、また、より高い
ｄＮ／／ｄｔ、すなわちエンジン加速度が、エンジンの
高速回転を防止するために急速なりラッチ係合が要求さ
れることを表わしているからである。
Ｋ４は負の値であり、その理由は、入力シャフトが急速
に加速されているならば、駆動ラインの動揺を防止する
ために、比較的ゆっくりしたクラッチ係合が要求される
からである。
クラッチの再係合が行なわれる間、スロットルペダル位
置センサ２２からの入力信号が、スロットルペダル２４
の位置を表示する入力信号、ＴＰを制御ユニット４２へ
送信する。制御ユニットは入力信号ＴＰを燃料制御装置
２６への指令出力信号ＦＣと比較し、通常状態において
、もし必要ならばＦＣの大きさを増減して、燃料制御装
置２６が操作者の指令にしたがって燃料をエンジン１４
へ供給するようになっている。
しかし、エラー信号Ｅの大きさが所定基準値Ｒ，ＢＦを
越える場合は、これは、エンジンの加速および／または
操作者の燃料に関する指令が、入力シャフト加速度に対
して高い値に到達しており、それにより、エンジンが高
速回転（すなわち、容認できない高回転速度）すること
なくシステムの満足できる制御、または容認できない粗
雑カフラッチ係合が、たとえＴＰがＦＣより大きい吉し
ても、エンジン１４への燃料供給量が増大されるべきで
ないことを要求しているような状態である。あるいは、
エンジン１４への燃料供給量はＦＣに等しいかそれより
大きいＴＰにかかわらず、実際には少し減少される。
エラー信号Ｅの大きさが基準値ＲＥＦより小さい時点で
は、クラッチ１６はエンジン１４を制御することができ
ると共に、エンジン１４への燃料供給量はＦＣがＴＰに
等しくなるまで増大され得る。
ＡＭＴシステム１０は、マイクロプロセッサをベースに
した制御装置４２、およびソフトウェアモードまたはア
ルゴリズムとして実施される方法および操作を利用する
ものとして説明されたが、これら操作が別のハードウェ
ア要素を備えた電子／流体ロジック回路において実施さ
れ得ることも明らかであろう。
クラッチオペレータ３０は好ましくは中央処理ユニット
４２により制御されると共に、総体的に前述米国特許第
４．０８１．０６５号明細書に示されるようにマスター
クラッチを係合および離脱するようになっている。伝動
装置１２は同期装置、たとえばここに参考のために包含
される米国製許第５，４７８，８５１号明細書に示され
るような、加速装置またはブレーキ機構を包含すること
ができる。伝動装置１２は、ここに参考のために包含さ
れる米国特許第３１０５．３９５号明細書に示されるよ
うなツインカウンタシャフト型のものにすることが好ま
しいが、必ずしもそうする必要はない。
この発明はある程度の特別性をもって説明されたが、こ
の発明の範囲内で種々の修正が可能であることは明らか
であろう。
（発明の効果）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）操作者により作動されるスロットルペダル、スロ
    ットル制御されるエンジン、伝動装置入力シャフトおよ
    び伝動装置出力シャフト間に、選択的に係合され得る複
    数の組合せギア比を有すると共に、前記伝動装置入力シ
    ャフトが選択的に係合および離脱可能な摩擦カップリン
    グにより、前記エンジンに作動的に連結されている伝動
    装置、を備えた装置のための車両用自動機械式伝動シス
    テムの制御方法であって、前記自動機械式伝動システム
    が、情報処理ユニットであって、エンジンの回転速度を
    表示する信号；操作者のスロットルペダルのセッティン
    グを表示する信号、および入力シャフトの回転速度を表
    示する信号、を包含する複数の入力信号を受信する装置
    を備えると共に、前記入力信号をプログラムにしたがっ
    て処理し、前記伝動システムを前記プログラムにしたが
    って動作させる出力信号を発信する装置と、前記伝動シ
    ステムに関連してこのシステムにより、前記処理ユニッ
    トからの前記出力信号に応答して前記組合せギア比を係
    合させる装置とを包含していると共に、 前記処理ユニットが、伝動装置のギア変換 操作後に摩擦カップリングの係合を感知し、伝動装置の
    ギア変換操作後の摩擦カップリングの係合にあたり、前
    記摩擦カップリングの係合量を制御する制御装置へ出力
    信号を発信する装置を備えており、前記制御装置は、前
    記摩擦カップリングが完全離脱状態にある第１状態と、
    前記摩擦カップリングが完全係合状態にある第２状態と
    、前記第１状態から前記第２状態への移行中に生じる第
    ３状態とを備えており、前記摩擦カップリングの係合可
    能な要素が部分的に係合される時、前記制御装置が前記
    第３状態において動作して、前記エンジンの回転速度を
    、前記スロットルの調整位置に関して所定関係を有する
    値に維持するのに十分な量、前記カップリング要素を係
    合させることにより、関数Ｅ、すなわちスロットル位置
    、エンジン速度の変化率および入力シャフト速度の変化
    率の関数である関数Ｅを最小にするようにしたものにお
    いて、 Ｅの値を計算し、 Ｅの値を所定基準値と比較し、そして もしＥが前記基準値に等しいか、それより 大きい場合は、スロットルペダルのセッティングにかか
    わらずエンジンへの燃料供給量の増大を防止すること、 を特徴とする制御方法。
  2. （２）前記基準値がＥの値であって、前記カップリング
    の係合量を増大することによりエンジン速度値が所定最
    大値を越えることを防止できないと共に、容認できない
    入力シャフトの動揺より小さい動揺をもたらす状態にお
    けるＥの値に相当している、特許請求の範囲第１項に記
    載の方法。
  3. （３）Ｅが前記基準値に等しいか、それより大きい場合
    はエンジンへの燃料供給量を減少するようにした、特許
    請求の範囲第１項に記載の方法。
  4. （４）Ｅが前記基準値に等しいか、それより大きい場合
    はエンジンへの燃料供給量を減少するようにした、特許
    請求の範囲第２項に記載の方法。
  5. （５）Ｅの値が零より大きい場合は摩擦カップリングが
    係合方向に移動し、Ｅの値が零より小さい場合は摩擦カ
    ップリングが離脱方向に移動するようにした、特許請求
    の範囲第１項に記載の方法。
  6. （６）Ｅの値が零より大きい場合は摩擦カップリングが
    係合方向に移動し、Ｅの値が零より小さい場合は摩擦カ
    ップリングが離脱方向に移動するようにした、特許請求
    の範囲第２項に記載の方法。
  7. （７）Ｅが下式で表わされるようにした、特許請求の範
    囲第５項に記載の方法： Ｅ＝Ｋ＿１＋（Ｋ＿２＊Ａ）＋（Ｋ＿３＊ｄｎ／ｄｔ）
    ＋（Ｋ＿４＊ｄＩＳ／ｄｔ） ここで、Ｋ＿１＝加重ファクター、 Ｋ＿２＝加重ファクター、 Ａ＝所望の摩擦カップリング係合特 性をもたらすように調整された スロットル位置の非線型関数、 Ｋ＿３＝加重ファクター、 Ｎ＝エンジン速度を表示する信号、 ｄＮ／ｄｔ＝エンジン速度の変化率を表示 する信号、 Ｋ＿４＝加重ファクター、 ＩＳ＝入力シャフト速度を表示する信号、 ｄＩＳ／ｄｔ＝入力シャフト速度の変化率 を表示する信号、
  8. （８）Ｅが下式で表わされるようにした、特許請求の範
    囲第６項に記載の方法： Ｅ＝Ｋ＿１＋（Ｋ＿２＊Ａ）＋（Ｋ＿３＊ｄｎ／ｄｔ）
    ＋（Ｋ＿４＊ｄＩＳ／ｄｔ） ここで、Ｋ＿１＝加重ファクター、 Ｋ＿２＝加重ファクター、 Ａ＝所望の摩擦カップリング係合特 性をもたらすように調整された スロットル位置の非線型関数、 Ｋ＿３＝加重ファクター、 Ｎ＝エンジン速度を表示する信号、 ｄＮ／ｄｔ＝エンジン速度の変化率を表 示する信号、 Ｋ＿４＝加重ファクター、 ＩＳ＝入力シャフト速度を表示する信号、 ｄＩＳ／ｄｔ＝入力シャフト速度の変化率を表示する信
    号、
  9. （９）加重ファクターを下記のようにした、特許請求の
    範囲第７項に記載の方法： Ｋ＿２＝零に等しいか、それより大きい、 Ｋ＿３＝零に等しいか、それより大きい、 Ｋ＿４＝零に等しいか、それより小さい。
  10. （１０）加重ファクターを下記のようにした、特許請求
    の範囲第８項に記載の方法： Ｋ＿２＝零に等しいか、それより大きい、 Ｋ＿３＝零に等しいか、それより大きい、 Ｋ＿４＝零に等しいか、それより小さい。
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