JPH0880768A - 電子制御動力伝達系のギヤ比の変更時間短縮制御方法及び装置 - Google Patents

電子制御動力伝達系のギヤ比の変更時間短縮制御方法及び装置

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JPH0880768A
JPH0880768A JP7166994A JP16699495A JPH0880768A JP H0880768 A JPH0880768 A JP H0880768A JP 7166994 A JP7166994 A JP 7166994A JP 16699495 A JP16699495 A JP 16699495A JP H0880768 A JPH0880768 A JP H0880768A
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Richard A Nellums
エー， ネルムス リチャード
Iii John D Dresden
デー， ドレスデン ザ サード ジョン
John E Stainton
アーネスト スタイントン ジョン
Simon Hornby
ホーンビー シモン
Ronald K Markyvech
ケー， マーキベック ロナルド
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子制御動力伝達系の比変更時間を短縮す
る。 【構成】 電子制御動力伝達系(10)には、アップシフト
中のエンジン速度の減衰率を増加させるためにエンジン
回転に制動トルクを与えるために、エンジンブレーキ(3
2)及び入力軸ブレーキ(38)や、冷却ファン(30)、空気コ
ンプレッサ(34)、油圧ポンプ、空調コンプレッサ及びオ
ールタネータ等の様々なエンジン付属品を用いる。上記
各装置を電子制御装置(40)によって適切に制御すること
により、車両の走行状態に応じた最適な制動トルクの付
与を行い、エンジン速度が所望の同期速度に減速するま
での所要時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子制御エンジン及び
変速装置において、ギヤチェンジ（ギヤ比の変更とも云
う）を完了するために要する時間を短縮するための装置
及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子的高度化変速装置は従来技術におい
て開発されており、例えば米国特許第4,361,060 号、第
4,595,986 号、第4,648,290 号、第4,722,248 号及び第
5,050,427 号に記載されており、これらの特許の開示内
容は参考文献として本説明に含まれる。このような変速
装置は、エンジンの融通性及びトルク増加を高めること
によって多くの用途に使用するべく様々なギヤ比を提供
するために用いられてきた。最も一般的な用例として、
MVMAクラス７及びクラス８のトラクタ・セミトレーラ車
両があるが、自動車や固定の動力装置の動力伝達系列等
の他の用途にも用いることができる。
【０００３】ところで、多段ギヤ比変速機とエンジンと
を含む動力伝達系を制御するため、マイクロプロセッサ
を含む電子制御モジュールを用いることが多い。このマ
イクロプロセッサ技術の絶え間ない進歩によって、エン
ジン及び多段ギヤ比変速機の作動に対する制御の正確度
が高まり、かつ、正確に制御し得る範囲が広くなった。
前記電子制御モジュールは、様々なセンサからデータを
収集して、現在の作動状態に適したコマンドを発生する
ことによってエンジン及び変速機を制御する。エンジン
の制御内容には、燃料の調整、エンジン付属品の作動、
またはエンジンブレーキまたは駆動系統制動装置の作動
の操作を含むことができる。変速機の制御には、現在の
ギヤ比の切り離し及び新しい目標ギヤ比の連結または入
力軸ブレーキの作動を含めて、適当なギヤ比の選択を含
むことができる。
【０００４】効果的なギヤ比の変更によって、燃料経済
性が改善され、車両のドライバビリティが向上する。と
ころで、重荷重車両で急坂を登る場合などの一定の厳し
い状況下では、車両が運動量を失ってシフトを完了する
時機を逃してしまうことがないように、迅速なギヤ比の
変更が必要とされる。通常の走行状態では、運転者は高
速道路において必要な走行速度に達するまでに、15回以
上のギヤシフトを行わなければならないであろう。上記
従来例では、ギヤ比の変更の際のロスが蓄積して、相当
な時間の浪費を余儀なくされる。このため、ギヤ比の変
更すなわちシフトを完了するために必要な時間を短縮す
ることが望ましい。
【０００５】典型的なギヤ比の変更には多くのステップ
が含まれる。第１に、運転者がエンジンから変速機を介
して駆動系統までのトルク伝達を中断しなければならな
い。これは、エンジンと変速機とを摩擦連結させている
マスタークラッチを切り離すことによって行うことがで
きる。あるいは、スロットルを急激に減少させる「スロ
ットルディップ」を実行することによっても行うことが
できる。トルク伝達を中断すると、現在のギヤ比におけ
る連結が切り離され、変速機はニュートラル状態にな
る。
【０００６】典型的なギヤ比の変更の次のステップで
は、目標ギヤ比を選択する。この目標ギヤ比は、順番で
次に使用可能なギヤ比を選択してもよいが、現在の作動
状態に応じて多段階の使用可能なギヤ比を飛び越す、い
わゆるスキップシフトを実行することもできる。そし
て、目標ギヤに連結する前に、変速機入力軸を現在の出
力軸速度、及び、目標ギヤ比に対してほぼ同期した速度
（これを、入力軸の同期速度と云う。）で回転させなけ
ればならない。マスタークラッチが連結している時に
は、エンジン及び変速機が連結されているので、エンジ
ン速度を制御することによって入力軸速度を制御しても
よい。
【０００７】同期速度を実現するため、エンジン速度を
高くしたり（ダウンシフトの場合）、低く（アップシフ
トの場合）してもよい。入力軸ブレーキ（慣性ブレーキ
またはクラッチブレーキとしても知られている）を装備
した変速機では、マスタークラッチを切り離し、入力軸
ブレーキを掛けることによって入力軸速度を減速しても
よい。しかし、ギヤ比の変更時間を短縮できるだけの十
分な能力を備えた入力軸ブレーキは、変速装置のコスト
とともに、構造を複雑にしてしまい、満足できる作動を
行うためには各部の動作に正確な順序付けをする必要が
あるため、多くの変速機は上記装置の中でも簡単な形式
のものを用いているだけである。
【０００８】入力軸ブレーキを設けていない変速機の場
合、アップシフト時でマスタークラッチが連結している
状態では、エンジン速度が所望の同期速度に自然に減衰
するまで、入力軸の同期速度を得ることができない。エ
ンジンがより効率的になるほど、内部摩擦ロスが減少す
る結果、エンジンの自然減衰率が相当に低くなる。その
結果、ギヤ比の変更を完了するための時間がそれに対応
して長くなる。このため、現在の連結ギヤの切り離し後
に短時間で同期速度が得られるようにアップシフト中の
エンジン減速率を増加させることが望ましい。
【０００９】エンジンに可変制動力を与えるためによく
用いられる装置がエンジンブレーキである。最も一般的
なエンジンブレーキは、エンジン圧縮ブレーキか、排気
ブレーキであろう。これらの装置は従来より公知であ
り、重量形車両には一般的に用いられている。エンジン
ブレーキを用いた車両用自動機械式変速装置の例が、米
国特許第4,933,850 号及び第5,042,327 号に記載されて
おり、これらの開示内容は参考文献として本説明に含ま
れる。
【００１０】エンジン圧縮ブレーキは、一般的に手動操
作されて、１、２または３列のシリンダの弁タイミング
を変更することによってエンジンの回転に抵抗する可変
制動力を与える。これは、クランク軸の回転に抵抗する
圧縮力をシリンダ内に発生する。排気ブレーキは、エン
ジンからの排気流を規制することによって、同様にエン
ジンの回転に抵抗する可変制動力を与える。排気ブレー
キの方が使用コストは低いが、エンジン圧縮ブレーキほ
どの応答性及び融通性が得られない。
【００１１】従来より長い坂を下る時に、駆動系統に抵
抗トルクを与えることによって車両常用ブレーキを補助
するために、前記エンジンブレーキが用いられる。これ
らの状況でエンジンブレーキを手動操作できることは、
欠くことができないであろう。最近では、ギヤ比の変更
に必要な時間を短縮するためにエンジンブレーキが手動
操作されている。この用途では、エンジンブレーキを手
動操作する結果、エンジンブレーキを掛けたり解除する
タイミングが不適当であることによって車両駆動系統に
大きなトルクの乱れが生じることが多い。これは車両の
ドライバビリティを低下させ、また動力伝達系を構成す
る部材の寿命に悪影響を与えるであろう。さらに、適切
な操作は運転者の腕と経験に依存するところが大きい。
【００１２】
【発明が解決しょうとする課題】前述のように、従来の
電子制御動力伝達系においては、ギヤ比の変更の際の非
効率性が蓄積して、相当な時間の浪費を余儀なくされ
る。このため、ギヤ比の変更すなわちシフトを完了する
ために必要な時間を短縮することが困難であった。
【００１３】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、手動、半自動または全
自動変速器においてギヤ比の変更、特にアップシフトギ
ヤ比の変更を完了するために要する時間を短縮する方法
及び装置を提供することにある。また、前述の様に適切
な操作に熟練を要するエンジンブレーキを併用してギヤ
比の変更を行い、エンジンの回転に作用する制動力を増
大させることによって同期速度を得るために必要な時間
を短縮する装置を提供することである。
【００１４】本発明の別の目的は、手動、半自動または
全自動変速機においてギヤ比の変更時間を短縮できるよ
うにエンジン圧縮ブレーキの制御を自動化する装置を提
供することである。本発明のさらに別の目的は、手動、
半自動または全自動変速機においてギヤ比の変更時間を
改善するため、可変制動力を与えることができるように
エンジン負荷を増大させる装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、変速機のニュートラル状態
が感知された時にエンジンブレーキを用いることによっ
てアップシフト中の駆動系統の乱れを軽減する装置を提
供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、動力伝達系のギヤ比の変更時間を短縮するための制
御装置が提供されている。動力伝達系には、マスター摩
擦クラッチによって機械式変速機に選択的に連結される
エンジンが設けられている。この動力伝達系にはまた、
エンジン速度、出力軸速度及び変速機のニュートラルギ
ヤ状態を表す複数の入力信号を受け取る電子制御装置が
設けられている。該電子制御装置はまた、エンジン及び
変速機を制御するためのコマンド信号を発生する。
【００１６】変速機には、変速機入力軸と変速機出力軸
との間を選択的に連結可能な複数のギヤ比の組み合わせ
及びニュートラルギヤ状態が設けられている。電子制御
装置は、変速機において現在のギヤ比の切り離し後で目
標ギヤ比の連結を実行する前に生じるニュートラルギヤ
状態を感知するセンサを用いている。また、電子制御装
置には、該電子制御装置からのコマンドに応えてエンジ
ンへ制動トルクを加える装置が設けられている。そし
て、エンジン速度が目標ギヤ比の連結を実行する同期速
度を超えている時に、エンジンの減速を高め、ギヤ比の
変更時間を短縮できるように、前記制動トルクがエンジ
ンに加えられる。本装置及びこれと同様な装置に使用す
る方法も提供されている。本発明の上記及び他の目的、
特徴及び利点は、添付の図面を参照した本発明の好適な
実施例についての以下の詳細な説明を読めば、当業者で
あれば容易に理解できるであろう。
【００１７】
【作用】現在のギヤ比の切り離し後で目標ギヤ比の連結
を実行する前に生じるニュートラルギヤ状態を感知し、
マスター摩擦クラッチが連結している間、エンジンの減
速を高め、前記ギヤ比の変更時間を短縮できるように、
エンジン速度が目標ギヤ比の連結を実行する同期速度を
超えている時にエンジンに制動トルクを付与することに
より、エンジン速度が所望の同期速度に減速するまでの
所要時間を短縮する。さらに、本発明においては、前記
制動トルクを付与するために、エンジン制動装置、入力
軸ブレーキ、及び、冷却ファン、空気コンプレッサ、油
圧ポンプ、空調コンプレッサ及びオルタネータ等のエン
ジン付属品を用い、制動力の調整をする。
【００１８】
【実施例】図１は、車両の動力伝達系10を概略的に示し
ている。本装置には、マスター摩擦クラッチ18を介して
多ギヤチェンジ変速機16の入力軸14に選択的に連結され
る内燃機関12が設けられている。エンジン12は、ディー
ゼルエンジン、ガソリンエンジン等の多くの形式の内燃
機関のいずれでもよい。マスター摩擦クラッチ18には、
エンジン12のクランク軸22に取り付けられた駆動部材20
と、入力軸14に取り付けられた従動部材24とが設けられ
ている。マスター摩擦クラッチ18が連結すると、エンジ
ン12で発生したトルクのほとんどすべてが駆動部材20及
び従動部材24を介して変速機16に伝達される。
【００１９】変速機16の出力軸26は、ディファレンシャ
ル、駆動車軸、トランスファーケース等の適当な駆動系
統部材（図示せず）に連結される。動力伝達系10には、
エンジン付属品である一般的なラジエータ等の熱交換器
28、電気制御可能な冷却ファン30、及び、エンジン制動
装置であるエンジンブレーキ32を設けることもできる。
他のエンジン付属品として、パワーステアリング用の油
圧ポンプまたは他の油圧装置、運転室温度調節用の空調
コンプレッサ、電力を供給するオルタネータ、及び、変
速機入力軸ブレーキ38または車両常用ブレーキ（図示せ
ず）等の空気圧作動式装置または装置を駆動する空気コ
ンプレッサ34及び圧縮空気貯蔵タンク36を設けることが
できる。
【００２０】動力伝達系10には、センサ、及び電子制御
装置（ＥＣＵ）40によって決定されたように装置の制御
を行うアクチュエータが多数設けられている。様々なセ
ンサが現在の作動状態を表す情報を入力手段42を介して
ＥＣＵ40へ送る。ＥＣＵ40は、メモリ内に記憶されてい
る所定の一連の命令を実行する際にこの情報を利用し
て、コマンド信号を発生する。コマンド信号は、出力手
段44を介して様々なアクチュエータへ送られる。
【００２１】ＥＣＵ40と連絡している幾つかの代表的な
センサとして、エンジン速度（ＥＳ）を表すクランク軸
センサ46、変速機入力軸速度（ＩＳ）を表す入力軸速度
センサ48、及び変速機出力軸速度（ＯＳ）を表す出力軸
センサ50がある。他のセンサとして、スロットルペダル
54の位置を表すスロットル位置センサ52、車両常用ブレ
ーキを掛けるブレーキペダル56の状態を表すブレーキ作
動センサ58、及び変速機16の後進（Ｒ）、ニュートラル
（Ｎ）またはドライブ（Ｄ）のギヤを選択するためのギ
ヤ選択インジケータ60がある。幾つかの用例では、さら
にアップシフトまたはダウンシフトの要求を表すギヤセ
レクタを追加して設けている。以下に説明するように、
一定の作動状態においてエンジンブレーキを手動操作で
きるようにするための手動エンジンブレーキセレクタ62
が設けられている。
【００２２】動力伝達系10にはさらに、ＥＣＵ40と連絡
した多数のアクチュエータが設けられている。アクチュ
エータは、ＥＣＵ40から出力手段44を介してコマンドを
受け取る。好ましくは、標準プロトコル、例えばSAE J1
922 またはSAE J1939 がアクチュエータ及びセンサに用
いられる。アクチュエータはまた、入力手段42を介して
ＥＣＵ40にフィードバックを行って、閉ループ制御装置
を実行できるようにしてもよい。一般的なアクチュエー
タには、エンジン12へ送られる燃料の量を調整する燃料
コントローラ70と、マスター摩擦クラッチ18の連結及び
切り離しを行うクラッチオペレータ72とが含まれる。Ｅ
ＣＵ40からのコマンドは、他のコントローラを介してア
クチュエータへ送ることもできる。例えば、燃料コント
ローラ70を用いて、ＥＣＵ40によって要求された時にエ
ンジンブレーキ32を作動させることができる。変速機オ
ペレータ74を用いて変速機16のギヤ比を変更することに
よって、選択された目標ギヤ比を得ることができる。変
速機オペレータ74はまた、変速機の現在の連結ギヤまた
はニュートラルギヤ状態を表す信号を発生する。
【００２３】現在の作動状態に関する情報をＥＣＵ40に
送るために、本発明の特許請求の範囲内において多くの
公知の形式のいずれのセンサを用いることもできる。同
様に、本発明を実現するために公知の電気、油圧、空気
圧及びそれらを組み合わせたアクチュエータを用いるこ
とができる。上記形式の変速装置用制御装置及びアクチ
ュエータは、米国特許第4,959,986 号、第4,576,065 号
及び第4,445,393 号に詳細に記載されており、それらの
開示内容は参考文献として本説明に含まれる。
【００２４】本発明の作動は、３種類のアップシフト中
の各部の回転速度をグラフ表示している図２〜図４を参
照すれば、さらによく理解されるであろう。
【００２５】図２は、マスター摩擦クラッチ18が連結
し、エンジンブレーキ32を用いていない場合に図１の動
力伝達系10が実行するアップシフトを示すグラフであ
る。現在のギヤが切り離されて、変速機オペレータ74に
よって、または、変速機の入力軸及び出力軸速度の比較
によって変速機16のニュートラルギヤ状態が示される時
間ｔ1 において、アップシフトを開始する。また、時間
ｔ1 において、燃料コントローラ70によるエンジンへの
燃料供給が停止される。マスター摩擦クラッチ18はまだ
連結しているので、入力軸14はクランク軸22に連結して
おり、エンジン速度（ＥＳ）は入力軸速度（ＩＳ）に等
しい。図示のように、ＥＳ（及びＩＳ）は、時間ｔ2 で
出力軸速度（ＯＳ）との同期を得られる値まで低下する
（このとき、目標ギヤ比が1.00であると仮定する）。目
標ギヤ比をＧＲT とした場合、ＩＳ＝ＯＳ・ＧＲT の時
に同期速度が得られる。
【００２６】また、このときエンジンブレーキ32が用い
られていないので、ＥＳの減少率は本装置における自然
減衰率である。この自然減衰率は、回転中のエンジン、
クラッチ及び変速機の構成部材の、回転イナーシャの関
数である。また，時間ｔ2 付近で、ＥＳが同期速度から
40RPM 程度の範囲内にある時、変速機オペレータ74が選
択された目標ギヤを連結する。時間ｔ3 において、燃料
コントローラ70によるエンジン12への燃料供給が再開さ
れ、アップシフトが完了する。
【００２７】図３は、急坂の登り等の厳しい状態でのア
ップシフト試行を示すグラフである。図２の場合と同様
に、時間ｔ1 において、燃料コントローラ70によってエ
ンジン12への燃料供給が停止されている間、変速機オペ
レータ74が現在のギヤを切り離し、ニュートラルギヤ状
態をＥＣＵ40に知らせる。エンジンに燃料が供給されな
いので、車両は急速に速度を落とし、ＯＳが低下する。
エンジン12の自然減衰は非常に緩やかであるため、エン
ジンがアイドル速度に達する時間ｔ4 の以前に同期を得
ることができない。このため、所望のアップシフトを完
了する時機を逸してしまい、アップシフトを中止しなけ
ればならない。
【００２８】図４は、マスター摩擦クラッチ18が連結
し、またエンジンブレーキ32を用いて動力伝達系10がア
ップシフトを実行する場合を示すグラフである。時間ｔ
a において、現在のギヤが切り離され、エンジン12への
燃料供給が停止されて、ＥＳがその自然減衰率で減少し
始める。時間ｔb で、変速機オペレータ74によってニュ
ートラルギヤ状態が示された時、ＥＣＵ40がエンジンブ
レーキ32を掛けるコマンド信号を発生する。エンジンブ
レーキ32が作動してＥＳの減衰率を高めることによっ
て、時間ｔc で同期速度が得られる。ＥＣＵ40からのコ
マンド信号に応えて、時間ｔc で変速機オペレータ74に
よって目標ギヤが連結する。ＥＣＵ40からのコマンドに
応えて燃料コントローラ70は供給燃料を増加させるの
で、時間ｔd でエンジン12の出力が回復する。以上によ
ってアップシフトが完了する。もちろん、変速機ギヤの
連結及び切り離しを運転者の操作で行うようにしておく
ことも可能であり、本発明の範囲に入る。ギヤ連結を手
動操作で行う場合、時間ｔc で燃料コントローラ70を作
動させて、目標ギヤが手動で連結されたことを変速機オ
ペレータ74が表示するまで、ＥＳ及びＩＳを同期速度に
維持できるようにする。
【００２９】図１に示されているように、エンジンブレ
ーキ32はエンジンブレーキセレクタ62に連絡しており、
これによって、長い坂を下る時にエンジンブレーキ32を
手動操作することができる。一般的に、ＥＳがアイドル
速度より高く、スロットルペダル54が完全に解放されて
いる時、エンジンブレーキが作動する。エンジンブレー
キセレクタ62は、運転者がアップシフト中に制動レベル
を選択できるように構成して、ＥＣＵ40から信号を受け
取った時に０、１、２または３列のシリンダでエンジン
ブレーキを作動させるようにすることもできる。エンジ
ンブレーキの作動を多段比のアップシフトだけ、または
許容可能なアップシフトを達成するために必要なエンジ
ン速度減衰率が所定の閾値を超えている時だけに制限す
ることもできる。これらの技術によって、エンジンブレ
ーキの使用から生じる装置各部の摩耗及び亀裂破損（引
き裂き）を最小限に抑えることができる。
【００３０】前述したように、エンジンブレーキは圧縮
ブレーキでも排気ブレーキでもよい。従来形エンジンブ
レーキに加えて、本発明はエンジン付属品を制御するこ
とによって、別形態のエンジン制動を行う。冷却ファン
30、空気コンプレッサ34、または他の油圧ポンプ、空調
コンプレッサ、オルタネータ等の装置（図示せず）等の
付属品を選択的に作動することによって、それぞれエン
ジン12に対する負荷を増減して、エンジン速度の減衰率
を変化させることができる。さらに、マスタークラッチ
を連結した状態で、ＥＣＵ40で制御されている入力軸ブ
レーキ38を掛けることによって、エンジン12の減衰率を
高めることができる追加制動力を与えることもできる。
もちろん、上記装置を組み合わせたり、駆動系統制動装
置等の他の同様な装置を合わせて用いることによって、
それぞれの装置の作動状態に応じて可変制動力を発生す
ることができる。
【００３１】エンジン圧縮ブレーキ等の様々なエンジン
制動装置は、アップシフトに必要な合計時間に対する応
答時間が非常に長いので、ニュートラルギヤ状態を感知
する前にこれらの装置を作動させてもよい。例えば、図
４では、時間ｔa から時間ｔb までの間の経過時間を短
縮またはなくすため、時間ｔa 前にエンジンブレーキを
作動させてもよい。正確な作動時間は、使用しているそ
れぞれの制動装置の応答時間及び現在のギヤが切り離さ
れることを確認する装置の細かな構成によって決まる。
この方法は、エンジンブレーキが作動した時に燃料供給
の停止状態となるエンジンの場合に特に好都合である。
燃料供給を停止状態にすることで、変速機を介したトル
ク移送を中断し現在のギヤを切り離すことができるスロ
ットルディップ機能が得られる。
【００３２】エンジンブレーキの動作を何時解除するか
を決定する際に、エンジンブレーキの応答時間も考慮さ
れる。本発明では、ＥＳが同期範囲内、すなわち同期速
度から約40RPM の範囲内にある時、自然エンジン速度減
衰率からエンジンブレーキの作動を解除するのに適当な
時間を予想する。
【００３３】ＩＳの目標速度が、例えば、エンジンアイ
ドル速度より200RPM高く設定した基準値（エンジンアイ
ドル基準値と云う）より低い場合には、例えばマスター
クラッチを切り離して入力軸ブレーキを作動させる等
の、別の同期化方法を実行する必要がある。これが発生
する状況の一例としては、ＯＳがほぼゼロであり、同期
速度がエンジンアイドル基準速度より低い静止状態にお
けるシフトを達成する時等が考えられる。
【００３４】本発明は、様々な作動状態に対応するため
の様々な汎用性を備えている。エンジンブレーキが（応
答時間の変動によって）その予想連結時より早く連結し
た場合、現在のギヤの切り離し中はクラッチオペレータ
72がマスター摩擦クラッチ18を切り離して、シフトがう
まく進行できるようにする。例えば図３の場合のように
同期化が達成されていない場合、ＥＣＵ40は他の代替制
御シーケンスを開始する。例えば、従来のエンジンブレ
ーキにエンジン付属品の負荷及び入力軸ブレーキ38の作
動を組み合わせることによってエンジン制動を増加させ
ることができる。
【００３５】一般的に、入力軸ブレーキは、マスター摩
擦クラッチの切り離し時に変速機の入力軸を減速するた
めに用いられる。このため、従来の入力軸ブレーキは、
一定限度の回転慣性を減速しうるだけの容量を有する構
造であり、マスター摩擦クラッチ18が連結した状態等で
は、入力軸ブレーキを掛けることはできない。従って、
本発明における使用に堪えるためには、入力軸ブレーキ
38としては、大容量入力軸ブレーキが必要であろう。こ
れによって、入力軸ブレーキ38は、エンジン12、クラン
ク軸22及びマスター摩擦クラッチ18によって発生する回
転慣性に対応することができ、マスター摩擦クラッチ18
がまだ連結中でも入力軸ブレーキ38を掛けることができ
るようになる。
【００３６】図５は、本発明に沿ってギヤ比の変更時間
を短縮する方法を説明するフローチャートである。ステ
ップ80で、ＥＣＵは装置に設けた様々なセンサ及びアク
チュエータから各部の作動速度や作動状況等の情報を集
めて、ＥＳ、ＩＳ、ＯＳ及びエンジン制動量（ＥＢ）の
制限値を得る。アップシフトを運転者が要求するか、Ｅ
ＣＵによって表示されると、ステップ82からステップ84
へ処理が進む。またアップシフトが要求されない場合
は、処理はステップ80へ戻される。
【００３７】図５に示されているように、ステップ84で
現在の連結ギヤが切り離され、適当な目標ギヤが選択さ
れる。現在の連結ギヤが切り離されると、変速機はニュ
ートラルギヤ状態になる。ＥＳがアイドル基準値を超え
ていることがステップ86で決定されると、エンジン速度
ＥＳがＯＳとの同期範囲内にあるかのテストがステップ
88で行われる。ところが、ＥＳがアイドル速度より低い
場合、前述の汎用性を含む代替制御がステップ98で開始
される。同期範囲内の速度が得られていない場合、ステ
ップ94で制動トルクが加えられる。これには、エンジン
圧縮ブレーキの作動、エンジン付属品負荷の増大または
前述のこれらの組み合わせが含まれる。
【００３８】図５において、ＥＳ及び同期速度の接近率
がステップ96で判定される。接近率が現在の作動状態に
対して満足できるものであれば、処理がステップ86へ進
む。そうでない場合、代替制御（エンジンブレーキに、
エンジン付属品の負荷及び入力軸ブレーキ38の作動を組
み合わせる等の制御）がステップ98で実行される。ステ
ップ88で同期速度範囲が達成されたことが決定される
と、ステップ90で制動トルクが取り除かれて、ステップ
92で目標ギヤが連結し、アップシフトが完了する。
【００３９】以上に本発明の好適な実施例を説明した
が、それは本発明を制限するものではなく、発明の特許
請求の範囲内において様々な変更を加えることができる
ことは理解されるであろう。
【００４０】
【発明の効果】本発明では、エンジン制動装置、入力軸
ブレーキ、及び、冷却ファン、空気コンプレッサ、油圧
ポンプ、空調コンプレッサ及びオルタネータ等のエンジ
ン付属品を効果的に用いて、エンジンに付与する制動力
を適宜調整し、動力伝達系のギヤ比の変更を、車両の走
行状態に応じて最短時間で完了することができる。ま
た、上記制動力の付与を電子制御により行っているの
で、エンジンブレーキを掛けたり解除するタイミングが
不適当であることによって車両駆動系統に大きなトルク
の乱れが生じることもなく、車両のドライバビリティを
向上させ、また動力伝達系を構成する部材の耐久性も向
上する。さらに、運転者の腕と経験に依存することもな
く、誰でも最適な操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による機械式変速機及びエンジンブレー
キを含む動力伝達系の概略図である。
【図２】マスター摩擦クラッチが連結し、エンジンブレ
ーキの補助を受けない一般的なアップシフトを説明する
グラフである。
【図３】エンジンブレーキを用いない場合で厳しい条件
下でのアップシフト試行を説明するグラフである。
【図４】本発明に従ってマスター摩擦クラッチが連結し
た状態でエンジンブレーキの補助を受けたアップシフト
を説明するグラフである。
【図５】本発明に従ったギヤ比の変更時間の短縮方法を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
14 変速機入力軸 26 変速機出力軸 32 エンジンブレーキ 38 入力軸ブレーキ 40 電子制御装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:70 (72)発明者 リチャード エー， ネルムス アメリカ合衆国 ミシガン 48335 ファ ーミントン ヒルズ リビングストン サ ークル 25652 (72)発明者 ジョン デー， ドレスデン ザ サード アメリカ合衆国 ミシガン 48336 ファ ーミントン ヒルズ ジャクソンビル 21406 (72)発明者 ジョン アーネスト スタイントン イギリス国 ランカシャー ピーアール６ ７エスディー クレイトン リ ウッド ショレー カムウッド フォルド 48 (72)発明者 シモン ホーンビー イギリス国 マンチェスター ビーエル２ １エヌエル ボルトン リーフ ストリ ート 17 (72)発明者 ロナルド ケー， マーキベック アメリカ合衆国 ミシガン 48101 アー レン パーク ダブリュー，アウター ド ライブ 23260

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン制動装置(32)を備えたエンジン
    （Ｅ）を含み、該エンジンと連結され、変速機入力軸(1
    4)と変速機出力軸(26)との間を選択的に連結可能な複数
    のギヤ比の組み合わせ及びニュートラルギヤ状態を設け
    た機械式変速機（Ｔ）を有し、さらに、エンジン速度
    （ＥＳ）、出力軸速度（ＯＳ）及びニュートラルギヤ状
    態を表す複数の入力信号を受け取り、かつ、前記エンジ
    ン制動装置(32)を制御するためのコマンド信号を発生す
    る電子制御装置(40)を含む機械式動力伝達系におけるギ
    ヤ比の変更時間短縮制御方法であって、 現在のギヤ比の切り離し後で目標ギヤ比の連結を実行す
    る前に生じるニュートラルギヤ状態を感知し、 マスター摩擦クラッチが連結している間、エンジンの減
    速を高め、前記ギヤ比の変更時間を短縮するように、目
    標ギヤ比の連結を実行する同期速度をエンジン速度が超
    えている時にエンジンに制動トルクを付与することを特
    徴とする制御方法。
  2. 【請求項２】 機械式変速機（Ｔ）はさらに、入力軸(1
    4)の回転を制動する入力軸ブレーキ(38)を設けており、
    エンジン制動装置(32)の作動と入力軸ブレーキ(38)の作
    動とを組み合わせて制動トルクを付与することを特徴と
    する請求項１の制御方法。
  3. 【請求項３】 エンジン制動装置(32)はエンジン圧縮ブ
    レーキであることを特徴とする請求項２の制御方法。
  4. 【請求項４】 機械式動力伝達系にはさらに、エンジン
    に連結され、電子制御装置(40)に連絡している複数のエ
    ンジン付属品(30、34) が設けられており、複数のエンジ
    ン付属品(30、34) の少なくとも１つを作動してエンジン
    負荷を増大させることにより制動トルクを付与すること
    を特徴とする請求項１の制御方法。
  5. 【請求項５】 エンジン付属品には、冷却ファン(30)、
    空気コンプレッサ(34)、油圧ポンプ、空調コンプレッサ
    及びオルタネータが含まれることを特徴とする請求項４
    の制御方法。
  6. 【請求項６】 機械式動力伝達系にはさらに、エンジン
    に連結され、電子制御装置(40)に連絡している複数のエ
    ンジン付属品(30、34) が設けられており、前記機械式変
    速機はさらに、入力軸(14)の回転を制動する入力軸ブレ
    ーキ(38)を設けており、複数のエンジン付属品(30、34)
    、エンジン制動装置(32)及び入力軸ブレーキ(38)から
    選択された装置群を作動させることにより制動トルクを
    付与することを特徴とする請求項１の制御方法。
  7. 【請求項７】 さらに、エンジン速度が同期速度に接近
    する接近率を監視し(96)、 該接近率に基づいて制動トルクの付与を制御することを
    特徴とする請求項１の制御方法。
  8. 【請求項８】 制動トルク付与の制御には、制動トルク
    の増大を含むことを特徴とする請求項７の制御方法。
  9. 【請求項９】 前記接近率の監視には、エンジン速度が
    エンジンアイドル基準速度を超えているかの決定を含む
    ことを特徴とする請求項７の制御方法。
  10. 【請求項１０】 変速機入力軸(14)と変速機出力軸(26)
    との間を選択的に連結可能な複数のギヤ比の組み合わせ
    及びニュートラルギヤ状態を設けた機械式変速機（Ｔ）
    に連結されるエンジン（Ｅ）を含み、さらに、エンジン
    速度（ＥＳ）、出力軸速度（ＯＳ）及びニュートラルギ
    ヤ状態を表す複数の入力信号を受け取り、エンジン
    （Ｅ）及び機械式変速機（Ｔ）を制御するためのコマン
    ド信号を発生する電子制御装置(40)を含む機械式動力伝
    達系列のギヤ比の変更時間を短縮するための制御装置で
    あって、 現在のギヤ比の切り離し後で目標ギヤ比の連結を実行す
    る前に生じるニュートラルギヤ状態を決定するセンサ(7
    0)と、 エンジンの減速を高め、ギヤ比の変更時間を短縮するよ
    うに、目標ギヤ比の連結を実行する同期速度をエンジン
    速度が超えている時に、電子制御装置(40)からのコマン
    ドに応えて、エンジン（Ｅ）に制動トルクを加える手段
    (30、32、34、38)とを有していることを特徴とする制御装
    置。
  11. 【請求項１１】 制動トルクを加える手段は、機械式変
    速機（Ｔ）に取り付けられて電子制御装置(40)に連絡
    し、入力軸(14)の回転を制動する入力軸ブレーキ(38)を
    有することを特徴とする請求項１０の制御装置。
  12. 【請求項１２】 制動トルクを加える手段はエンジンブ
    レーキ(32)を有することを特徴とする請求項１０の制御
    装置。
  13. 【請求項１３】 エンジンブレーキ(32)はエンジン圧縮
    ブレーキであることを特徴とする請求項１２の制御装
    置。
  14. 【請求項１４】 制動トルクを加える手段には、エンジ
    ンに連結されて、エンジンの回転を制動するようにエン
    ジン（Ｅ）に対する負荷を増大させる複数のエンジン付
    属品(30、34) が設けられていることを特徴とする請求項
    １０の制御装置。
  15. 【請求項１５】 制動トルクを加える手段には、エンジ
    ンの回転を制動できるようにエンジンに対する負荷を増
    大させるエンジン冷却ファン(30)が含まれることを特徴
    とする請求項１０の制御装置。
  16. 【請求項１６】 制動トルクを加える手段にはさらに、
    空気コンプレッサ(34)、油圧ポンプ、空調コンプレッサ
    及びオルタネータが含まれており、これらはエンジンの
    回転を制動できるようにエンジン（Ｅ）に対する負荷を
    増大させるべくすべてエンジン（Ｅ）に連結されている
    ことを特徴とする請求項１５の制御装置。
  17. 【請求項１７】 さらに、エンジン速度が同期速度に接
    近する接近率を監視する手段(40、46、48、50) と、 接近率に基づいて制動トルクの付与を制御する手段(40)
    とを有することを特徴とする請求項１０の制御装置。
  18. 【請求項１８】 接近率を監視する手段は、エンジン速
    度がエンジンアイドル基準速度を超えているかどうかを
    決定する手段を含むことを特徴とする請求項１７の制御
    装置。
JP7166994A 1994-06-08 1995-06-08 電子制御動力伝達系のギヤ比の変更時間短縮制御方法及び装置 Pending JPH0880768A (ja)

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GB9411494.9 1994-06-08
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