JP3590939B2 - 駆動系統トルクの検出に基づく変速機の制御装置およびその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用の自動化または半自動化された機械式変速装置、特に駆動系統トルクトランスジューサを用いないで変速装置を制御できるように駆動系統トルク相、大きさ及び／または駆動系統トルクの大きさの変化を感知するための、車両用の全自動化または半自動化された機械式変速装置用の制御装置／方法に関するものである。
【０００２】
さらに言えば、本発明の好適な実施例は、入力軸速度（ＩＳ）、出力軸速度（ＯＳ）及び連結歯車比（ＧＲ）を表すパラメータの値を検出して駆動系統トルク相及び／または駆動系統トルクの大きさ及び／または駆動系統トルクの大きさの変化を表す値を決定することによって、シフト決定及び／またはシフト実行を向上させる自動機械式変速機の制御装置／方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
スロットルの開度すなわちスロットル位置、車速、エンジン速度、変速軸速度等を感知し、それらに従って車両変速機を自動的にシフトする（重量形トラック等の重量形車両及び自動車の両方のための）全自動変速装置が従来より公知である。
【０００４】
このような全自動チェンジギヤ変速装置は、加圧流体を利用して１つまたは複数の部材を他の部材または地面と摩擦係合させることによって選択歯車比が得られるようにする自動変速機と共に、電子及び／または空気圧論理及びアクチュエータを用いて機械式（すなわち噛み合い）クラッチの連結及び切り離しを行うことによって所望の歯車比が得られるようにする自動機械式変速機を含んでいる。このような変速機の例が、米国特許第３，９６１，５４６ 号、第４，０８１，０６５ 号及び第４，３６１，０６０ 号に示されており、それらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００５】
スロットル位置、エンジン、入力軸、出力軸及び／または車両の各速度を感知して、自動制御された燃料スロットル装置、歯車シフト装置及び／またはマスタークラッチ作動装置を用いることによって、運転者が手動選択した変速比変更をほぼ全自動式に実行する電子制御装置を用いた半自動変速装置が従来より公知である。このような半自動変速装置の例として、米国特許第４，４２５，６２０ 号、第４，６３１，６７９ 号及び第４，６４８，２９０ 号があり、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００６】
手動だけで制御されるエンジンスロットル手段及び／または手動だけで制御されるマスタークラッチを備えた車両に用いられる機械式変速装置のための半自動シフト実行システム／方法も提案されている。このようなシステムは、例えば米国特許第５，０５３，９５９ 号、第５，０５３，９６１ 号、第５，０５３，９６２ 号、第５，０６３，５１１ 号、第５，０５０，０７９ 号、第５，０８１，５８８ 号、第５，０８９，９６２ 号及び第５，１０５，３５７ 号に記載されており、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記全自動または半自動変速装置の自動シフト選択及び／またはシフト実行は、好ましくは駆動系統トルクトランスジューサ等を設けることに伴って追加される複雑さ及びコストを生じないで駆動系統トルクの相及び／または大きさに関する情報を入手できれば、向上するであろう。
【０００８】
このような事情に鑑みて、本発明は、駆動系統トルクトランスジューサを必要としないで、車両の駆動系統トルクの相および大きさ、さらには車両の駆動系統トルク大きさの変動値の検出に基づく変速機の制御装置およびその方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、現在の連結比からの変速機シフトの選択を感知した時、 (i) ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態の有無を、前記第１入力信号と前記第２入力信号に現在の連結歯車比を掛けた積との差の値｜ IS − OS ・ GR ｜の関数として決定し、 (ii) ジョークラッチの非トルクロック状態を表す前記状態が存在すると判定されるまで、前記現在の連結変速比を前記第１作動モードで切り離すための指令出力信号を前記変速機アクチュエータへ送ることを禁止する論理規則を有しており、
前記差の絶対値が第１基準値より小さい（｜ IS − OS ・ GR ｜＜ REF1 ）場合、ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴としている。
【００１０】
平坦な舗装道路を定常状態で走行する場合を除いて、車両は走行する時に一般的に常に少なくともわずかに加速または減速しており、これは、駆動系統が常に両方向へ巻き上げるか、巻き戻していることを意味している。駆動系統トルクの「相」を表す値は、これらの非定常状態では、ＩＳをＯＳ・ＧＲの積と比較することによって感知できる。ＩＳ＞ＯＳ・ＧＲの場合、これはエンジンが車両を駆動していることを表し、駆動系統トルクが「正」であると見なされる。ＩＳ＜ＯＳ・ＧＲの場合、車両駆動ホィールがエンジンを駆動していることを表し、駆動系統トルクが「負」であると見なされる。入力軸速度と出力軸速度に歯車比を掛けた積との差の大きさ（すなわち絶対値）｜ＩＳ−（０Ｓ・ＧＲ）｜が、駆動系統トルクの大きさを表す一方、入力軸速度と出力軸速度に連結歯車比を掛けた積との差の大きさの変化率 ｄ／ｄｔ（｜ＩＳ−（ＯＳ・ＧＲ）｜） が、駆動系統トルクの大きさの変化率を表している。
【００１１】
駆動系統トルクトランスジューサを必要としないで一般的に入手できるＩＳ、ＯＳ及びＧＲ信号から得られる上記駆動系統トルク相及び／または大きさ情報を用いて、車両用の全自動または半自動化された機械式変速装置のシフト決定及び／またはシフト実行を向上させることができる。
【００１２】
例えば、連結比からニュートラルへのシフトが好ましくは、または必ずマスタークラッチを切り離さないで行われる装置では、駆動系統トルクの相がまもなく逆転すること、またはそれの大きさの減少を予想非トルクのロック状態の表示として感知した時だけ、シフトアクチュエータに対する力を開始または増加させることができる。さらなる例として、車両の加速中（ ｄ／ｄｔ（ＯＳ）＞０）にエンジンが車両を減速させる（すなわち負の駆動系統トルク相）場合、それは車両がエンジンブレーキを掛けた状態で下り坂を走行中であり、アップシフトが望ましくないことを表している。
【００１３】
入力軸速度と出力軸速度に連結歯車比を掛けた積との差を駆動系統トルク相及び／または駆動トルクの大きさの表示として利用することによって、駆動系統トルクトランスジューサを必要としないで自動機械式変速装置のシフト決定及びシフト実行を向上させることができる。
【００１４】
本発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面を参照した好適な実施例の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、便宜上一定の用語を用いるが、それらは参考にすぎず、制限的なものではない。
【００１６】
「複式変速機」は、多段前進速度主変速部と多段速度補助変速部とを直列に接続して、主変速部で選択された歯車減速比をさらに補助変速部で選択された歯車減速比と組み合わせることができるようにした変速機またはチェンジギヤ伝達装置を表すために用いられている。
【００１７】
「同期クラッチアセンブリ」及び同様な意味の言葉は、クラッチの部材がほぼ同期回転するまでそのクラッチの連結が試みられず、また比較的大きい容量の摩擦手段をクラッチ手段と共に使用して、クラッチ連結の開始時にクラッチ部材及びそれと共転するすべての部材をほぼ同期速度で回転させることができるようにした噛み合いクラッチによって選択歯車を軸に回転できないように連結するために用いられるクラッチアセンブリを示している。
【００１８】
ここで使用されている「アップシフト」は、低速歯車比から高速歯車比へのシフト動作のことである。ここで使用されている「ダウンシフト」は、高速歯車比から低速歯車比へのシフト動作のことである。ここで使用されている「低速歯車」、「ロー歯車」及び／または「第１歯車」はすべて、変速機または変速部の最低前進速度作動に用いられる歯車比、すなわち変速機の入力軸に対して最高の減速比を有する歯車組のことである。
【００１９】
図１は、本発明の半自動機械式変速装置によって一部自動化された形式のレンジ形複式変速機１０を示している。複式変速機１０は、多段速度主変速部１２をレンジ形補助部１４と直列に接続して構成されている。変速機１０は、ハウジングＨ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Ｃを介してディーゼルエンジンＥ等の原動機によって駆動される入力軸１６を備えており、マスタークラッチＣの入力すなわち駆動部１８はエンジンクランク軸２０に駆動連結され、従動部２２は変速機入力軸１６に回転可能に固着されている。
【００２０】
エンジンＥは、手動または自動操作されるスロットル装置２３によって燃料スロットル制御され、マスタークラッチＣはクラッチペダル（図示せず）によって手動操作されるか、クラッチアクチュエータ等によって自動制御される。従来から公知のように、一般的にクラッチペダルのオーバートラベルによって手動操作される入力軸ブレーキＢを設けることによってアップシフトの迅速化を図ることが好ましい。
【００２１】
複式機械式変速機１０と同様な変速機は公知であって、米国特許第３，１０５，３９５ 号、第３，２８３，６１３ 号、第４，７３５，１０９ 号及び第４，７５４，６６５ 号を参照すれば理解されるであろう。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。エンジンの回転速度を感知して、それを表す信号を発生するセンサ１１を設けてもよい。
【００２２】
主変速部１２では、入力軸１６に入力歯車２４が取り付けられて、複数のほぼ同一の副軸アセンブリ２６及び２６Ａをほぼ同一回転速度で同時に駆動できるようになっている。２つのほぼ同一の副軸アセンブリは、入力軸１６にほぼ同軸的に整合している主軸２８の径方向に向き合う位置に配置されている。
【００２３】
副軸アセンブリの各々は、一部分だけが概略的に図示されているハウジングＨ内に軸受３２及び３４によって支持されている副軸３０を有している。副軸の各々には、同一群の副軸歯車３８、４０、４２、４４、４６及び４８がそれと共転可能に固着されている。複数の主軸歯車５０、５２、５４、５６及び５８が主軸２８を取り囲むように設けられており、公知のように滑りクラッチカラー６０、６２及び６４によって一度に１つが主軸２８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。クラッチカラー６０はまた、入力歯車２４を主軸２８にクラッチ連結して入力軸１６と主軸２８との間を直結するためにも使用できる。
【００２４】
一般的に、クラッチカラー６０、６２及び６４は、公知のようにシフトハウジングアセンブリ７０に連動したシフトフォークによって軸方向に位置決めされる。クラッチカラー６０、６２及び６４は、公知の作動非同期式複動形ジョークラッチ形式にすることができる。
【００２５】
シフトハウジングすなわちアクチュエータ７０は、電気モータまたは圧縮空気等の圧縮流体によって作動され、米国特許第４，４４５，３９３ 号、第４，５５５，９５９ 号、第４，３６１，０６０ 号、第４，６７６，１１５ 号、第４，８７３，８８１ 号及び第４，８９９，６０７ 号を参照すれば明らかになる制御装置によって自動的に制御可能な形式のものであって、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。
【００２６】
主軸歯車５８は後進歯車であって、従来形の中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副軸歯車４８と常時噛み合っている。また、主変速部１２には、５段階の選択可能な前進速度比が設けられているが、最も低い前進速度比、すなわち主軸駆動歯車５６を主軸２８に駆動連結することによって得られる速度比は減速比が非常に高いため、厳しい状態での車両の始動だけに使用され、高い変速レンジでは一般的に使用されないローまたは「クリーパ」歯車と見なす必要があることに注意されたい。
【００２７】
従って、主変速部１２は、５段階の前進速度を備えているが、前進速度の４つだけが併用の補助レンジ変速部１４と組み合わされるので、一般的には「４＋１」主部と呼ばれている。米国特許第４，７５４，６６５ 号及び第４，９７４，４６８ 号に示されているように、同様な変速機が１０、１３、１６または１８段階の前進速度を備えている。
【００２８】
ジョークラッチ６０、６２及び６４は、３位置クラッチであって、アクチュエータ７０によって図示の中央非連結位置、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。公知のように、クラッチ６０、６２及び６４の１つだけが一度に連結可能であって、その他のクラッチをニュートラル状態にロックするために主部インターロック手段（図示せず）が設けられている。
【００２９】
補助変速レンジ部１４には、２つのほぼ同一の補助副軸アセンブリ７４及び７４Ａが設けられており、その各々は、ハウジングＨ内の軸受７８及び８０によって支持されている補助副軸７６を有しており、それに２つの補助部副軸歯車８２及び８４がそれと共転可能に支持されている。補助部副軸歯車８２は、レンジ／出力歯車８６と常時噛み合ってそれを支持しているのに対して、補助部副軸歯車８４は、変速機出力軸９０に固定されている出力歯車８８と常時噛み合っている。
【００３０】
シフトフォーク（図示せず）及びレンジ部シフトアクチュエータアセンブリ96によって軸方向に位置決めされる２位置同期ジョークラッチアセンブリ（噛み合いクラッチ）92が設けられて、複式変速機10の低レンジ作動用に歯車86を主軸28に、あるいは直接または高レンジ作動用に歯車88（第２クラッチ部材）を主軸28にクラッチ連結できるようにしている。
【００３１】
レンジ部アクチュエータ９６は、米国特許第３，６４８，５４６ 号、第４，４４０，０３７ 号及び／または第４，６１４，１２６ 号に記載されている形式のものでよく、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３２】
レンジ形補助部１４は、直歯またはらせん形の歯車を用いた２速部として図示されているが、本発明は単式の変速機にも、３つ以上の選択可能なレンジ比及び／または遊星形歯車を備えたスプリッタ／レンジ結合形補助部を用いたレンジ形変速機にも適用可能であることを理解されたい。また、クラッチ６０、６２及び６４のいずれか１つまたは複数を同期ジョークラッチ形にし、また変速部１２及び／または１４を単一副軸形にすることもできる。
【００３３】
ここで使用する「駆動系統」には、エンジン出力軸２０、車両マスタークラッチＣ、入力軸１６、主軸２８を含む内部変速軸及び歯車、及び出力軸９０が含まれる。
【００３４】
図２には、本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行制御装置１０４ が概略的に示されている。制御装置１０４ には、上記の機械式変速装置１０に加えて、エンジン速度センサ１１、入力軸速度センサ９８、出力軸速度センサ１００ （または主軸速度センサ１０２ ）及び運転者操作盤１０８ から入力信号を受け取る電子制御装置１０６ 、好ましくはマイクロプロセッサベースのものが含まれている。ＥＣＵ１０６ は補助部位置センサ１１０ からも入力を受け取ることができる。
【００３５】
好ましくは、ノイズを最小限に抑えるために検出された生の速度信号をろ過して、例えばろ過速度値Ｙ（Ｎ）＝ＳＫ１・Ｙ（ｎ−１）＋ＳＫ２・Ｘ（Ｎ）とする。但し、
Ｘ（Ｎ）＝生の速度値
ＳＫ１ ＝指数関数（−ＷＴ）
ＳＫ２ ＝１−ＳＫ１
Ｗ ＝角速度
Ｔ ＝時間長さ
ＥＣＵは所定の論理規則に従って入力を処理して、主部アクチュエータ７０及び補助部アクチュエータ９６を制御するソレノイドマニホルド１１２ 等の変速機オペレータや運転者操作盤１０８ へ指令出力信号を送る。この形式のＥＣＵは公知であり、例えば米国特許第４，５９５，９８６ 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。
【００３６】
運転者操作及び表示盤によって運転者は現在の連結比からある方向のシフト（すなわちアップシフトまたはダウンシフト）またはニュートラルへのシフトを手動で選択する手動すなわちホールド作動モードを選択するか、半自動事前選択作動モードを選択することができ、現在の作動モード（シフト動作の自動または手動事前選択）、現在の変速機作動状態（前進、後進またはニュートラル）及び事前選択されているがまだ実行されていない歯車比変更すなわちシフト（アップシフト、ダウンシフトまたはニュートラルへのシフト）を運転者に知らせる表示が行なわれる。
【００３７】
操作盤１０８ は、３つの表示ライト１１４ 、１１６ 及び１１８ を備えており、それらが点灯することによって変速機１０がそれぞれ前進駆動、ニュートラルまたは後進駆動状態にあることを表示できる。操作盤にはさらに、運転者がアップシフト、自動事前選択モードまたはダウンシフトを選択できるようにする、選択的に点灯する３つの押しボタン１２０ 、１２２ 及び１２４ も設けられている。押しボタン１２６ よってニュートラルへのシフトを選択することができる。
【００３８】
ボタン１２０ 、１２２ 、１２４ または１２６ のいずれか１つを押圧することによってシフト選択を行うことができ、ボタンを再度押圧することによって（ボタン１２０ 、１２４ 及び１２６ の場合には実行前に）取り消すことができる。あるいは、スキップシフト用の指令としてボタン１２０ 及び１２４ を複数回押圧することもできる。
【００３９】
もちろん、ボタン及び照明付きボタンを他の選択手段、例えばトグルスイッチ及び／またはトグルスイッチ及びライトまたは他の表示部材に代えることもできる。
【００４０】
後進のシフト選択用に個別のボタンまたはスイッチを設けてもよいが、ニュートラルからのダウンシフトとして後進を選択してもよい。また、ニュートラルは後進からのアップシフトまたはローからのダウンシフトとして選択することもできる。
【００４１】
作用を説明すると、手動でアップシフトまたはダウンシフトを選択するためには、運転者が適宜ボタン１２０ または１２４ を押圧する。すると、選択されたボタンは、選択されたシフトが実行されるまで、または選択が取り消されるまで点灯する。
【００４２】
操作盤１０８ の変更例が図３に示されている。簡単に説明すると、モードセレクタ２１０ を用いて後進（Ｒ）２１２ 、ニュートラル（Ｎ）２１４ 、ドライブ（自動）（Ｄ）２１６ 、ホールド（手動）（Ｈ）２１８ 及びロー（Ｌ）２２０ を選択することができる。モードセレクタには、後進インターロック解除ボタン２２４ とアップシフト選択ボタン２２６ 及びダウンシフト選択ボタン２２８ とを備えたハンドル２２２ が設けられている。モードセレクタ２１０ の機能は、上記制御盤１０８ とほぼ同じである。
【００４３】
選択されたシフトを実行するためには、アクチュエータ７０を付勢して主変速部１２をニュートラルにシフトさせることができるようにマニホルド１１２ を事前選択する。これは、運転者が手動でエンジンへの燃料供給量を一時的に増減させること及び／またはマスタークラッチＣを手動で切り離すことによってトルクを中断または反転させることによって達成される。あるいは、自動燃料コントローラ２３を用いている場合、エンジンへの燃料供給の操作によってトルク中断を発生させることができる。（米国特許第４，８５０，２３６ 号を参照されたい。その開示内容は参考として本説明に含まれる）。
【００４４】
好ましくは、シフトアクチュエータ、シフトフォーク等の過度な摩耗を防止するため、非トルクロック状態を表す状態が感知されるまで、ニュートラルへシフトするようにシフトアクチュエータを事前選択しないか、小さい力だけで行われるように事前選択する（米国特許第５，１０５，３５７ 号を参照されたい。その開示内容は参考として本説明に含まれる）。
【００４５】
変速機がニュートラルへシフトし、ニュートラルがＥＣＵによって確認される（ニュートラルが所定時間、例えば１．５ 秒間感知される）と、ニュートラル状態表示ボタン１１６ が点灯する。選択したシフトが複式シフトである場合、すなわち主部１２及びレンジ部１４の両方のシフト、例えば、図１において第４速から第５速へのシフトである場合、ＥＣＵは、ニュートラルがフロントボックス内で感知された後に補助部アクチュエータ９６がレンジシフトを完了できるようにする指令出力信号をマニホルド１１２ へ送る。
【００４６】
レンジ補助部が適当な比に連結した時、ＥＣＵは感知された出力軸（車両）速度及び連結すべき比に基づいて入力軸速度の使用可能範囲または帯域を計算もしくは他の方法で決定して更新し続け、これによって連結すべき比の許容できる同期連結が得られる。スロットル操作及び／または入力軸ブレーキの使用によって運転者または制御装置が入力軸速度を許容範囲内まで落とすと、ＥＣＵ１０６ はアクチュエータ７０が連結すべき主部比を連結できるようにする指令出力信号をマニホルド１１２ に送る。
【００４７】
好ましくは、アクチュエータが非常に迅速に反応するようにして、運転者が入力軸速度を長時間に渡って許容範囲内に維持する必要をなくす。変速機ニュートラルへのシフトを選択するためには、選択ボタン１２６ を押す。ニュートラルが得られたことをＥＣＵが確認するまで表示ライト１１６ が点滅し、確認した時点から変速機がニュートラルにある間、ライト１１６ は継続点灯状態になる。
【００４８】
照明付き押しボタン１２２ を用いて、またはセレクタ２１０ を「Ｄ」位置へ移動させることによって選択された自動事前選択作動モードでは、ＥＣＵは、記憶されている論理規則、現在の連結比（これは入力軸速度を出力軸速度と比較することによって計算できる）及び出力軸速度に基づいて、アップシフトまたはダウンシフトが必要かを決定して、それを事前選択する。
【００４９】
アップシフトまたはダウンシフトが事前選択されて半自動的に実行されることが、照明付き押しボタン１２０ または照明付き押しボタン１２４ を点滅させるＥＣＵ１０６ からの指令出力信号及び／または可聴シフト警報信号によって運転者に知らされる。運転者またはコントローラは、上記のような自動事前選択シフトの半自動実行を開始するか、押しボタン１２２ を押圧して自動モードを取り消すことができる。
【００５０】
本発明の駆動系統トルク相及び大きさの決定方法に従って、トルクトランスジューサを必要としないで車両駆動系統トルクの相、大きさ及び／または大きさの変化を表す値を決定することができ、そのような値を用いて、車両の全自動または半自動機械式変速装置のシフト決定及び／またはシフト実行を向上させることができる。入力軸速度、出力軸速度及び現在の連結歯車比を表す信号を受け取る制御装置を設けた形式の自動機械式変速装置では、入力またはセンサを追加する必要がない。
【００５１】
平坦な舗装道路を定常状態で走行する場合を除いて、車両は走行する時に一般的に常に少なくともわずかに加速または減速しており、これは、駆動系統が常に両方向へ、すなわち、正転または逆転方向にトルクが作用することを意味している。駆動系統の巻き上げは、駆動系統の歯車の歯、クラッチ歯及びスプライン歯のバックラッシュが取り除かれた時や、軸及び歯車が弾性的にねじれ変形した時の駆動系統トルクの相の変化で発生する。これらのトルクの巻き上げ及び巻き戻し期間中、入力軸の回転速度（ＩＳ）は出力軸速度に現在の連結比を掛けた積（ＯＳ・ＧＲ）からわずかに（重量形トラックの駆動系統で約１０ＲＰＭ）変化する。ＩＳと積ＯＳ・ＧＲとの差の大きさが故障基準値（約２５ＲＰＭ）を超えた場合、これはセンサ故障を表し、本発明のトルク検出手順が中断される。
【００５２】
駆動系統トルクの「相」は、これらの非定常状態では、ＩＳをＯＳ・ＧＲの積と比較することによって感知できる。ＩＳ＞ＯＳ・ＧＲの場合、これはエンジンが車両を駆動していることを表し、駆動系統トルクが「正」であると見なされる。ＩＳ＜ＯＳ・ＧＲの場合、車両駆動ホィールがエンジンを駆動していることを表し、駆動系統トルクが「負」であると見なされる。入力軸速度と出力軸速度に歯車比を掛けた積との差の大きさ｜ＩＳ−（０Ｓ・ＧＲ）｜が、駆動系統トルクの大きさを表す一方、入力軸速度と出力軸速度に歯車比を掛けた積との差の大きさの変化率 ｄ／ｄｔ（｜ＩＳ−（ＯＳ・ＧＲ）｜） が、駆動系統トルクの大きさの変化率を表している。
【００５３】
駆動系統トルクトランスジューサを必要としないで一般的に入手できるＩＳ、ＯＳ及びＧＲ入力信号から決定される上記駆動系統トルク相及び／または大きさ情報を好都合に用いて、車両用の全自動または半自動化された機械式変速装置のシフト決定及び／またはシフト実行を向上させることができる。
【００５４】
例えば、連結比からニュートラルへのシフトが好ましくは、または必ずマスタークラッチを切り離さないで行われるシステムでは、駆動系統トルクの相がまもなく逆転すること、またはそれの大きさの減少を予測非トルクロック状態の表示として感知した時だけ、シフトアクチュエータに対する力を開始または増加させることができる。さらなる例として、車両の加速中（ ｄ／ｄｔ（ＯＳ）＞０）にエンジンが車両を減速させる（すなわち負の駆動系統トルク相）場合、それは車両がエンジンブレーキを掛けた状態で下り坂を走行中であり、アップシフトが望ましくないことを表している。
【００５５】
入力軸速度と出力軸速度に連結歯車比を掛けた積との差を駆動系統トルク相及び／または駆動トルクの大きさの表示として利用することによって、駆動系統トルクトランスジューサを必要としないで自動機械式変速装置のシフト決定及びシフト実行を向上させることができる。図４は、本発明の論理手順すなわちサブルーチンをフローチャートで示している。
【００５６】
図５、図６、及び図７は、車両の様々な作動状態における入力軸速度（ＩＳ）対出力軸速度に歯車比の数を掛けた積（ＯＳ・ＧＲ）の典型的なグラフである。図５は、第４歯車で加速中の車両を示している。１つの小さい例外があるだけで、ＩＳ＞（ＯＳ・ＧＲ）が「正」の駆動系統トルク相を正確に示していることがわかる。
【００５７】
図６は、第６歯車でほぼ一定速度にある車両を示している。平均してＩＳ＝（ＯＳ・ＧＲ）は「正」または「負」の駆動系統トルク相がないことを正確に示していることがわかる。
【００５８】
図７は、第３から第４歯車比へのアップシフトを示している。アップシフトを行うため、エンジンへの燃料供給が低減され、それによって駆動系統のトルク相が、「正」のエンジンが車両を駆動する状態からゼロを通って、「負」の車両がエンジンを駆動する状態へ移行する。
【００５９】
移行点は、速度逆転点を感知することによって検出される。移行点は、ゼロトルク点の前に発生する。従って、シフトアクチュエータの摩耗を最小限に抑えるため、速度逆転（駆動系統トルク相の変化）を感知するまで、ニュートラルへのシフトまたはニュートラルへの全力シフトが開始されない。
【００６０】
もちろん、ＩＳとＯＳ・ＧＲとの差が所定の大きさ、例えば２５ＲＰＭを超えた場合、それは速度センサまたは比センサの故障を表し、駆動系統トルク相決定処理を停止する（米国特許第４，８４９，８９９ 号を参照されたい。その開示内容は参考として本説明に含まれる）。
【００６１】
以上に本発明をある程度詳細に説明してきたが、本発明の精神の範囲内において形式及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。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の自動機械式変速機のための制御装置およびその方法により、入力軸速度（ＩＳ）を表す入力信号を出力軸速度を表す入力に連結歯車比を掛けた積（ＯＳ・ＧＲ）と比較して、駆動系統トルクの相、大きさ及びその変動を表す値を決定するので、変速装置のシフト決定及びシフト実行を向上させることができる。
【００６３】
また、本発明によれば、駆動系統トルクトランスジューサ等を必要としないので、装置の構成を簡素化して組立を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置によって一部自動化された車両用機械式変速装置の概略図である。
【図２】本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行システムの概略図である。
【図３】図２の変速装置のための別のドライバ制御装置の立面図である。
【図４】本発明のフローチャートである。
【図５】車両の様々な走行状態における入力軸速度（ＩＳ）対出力軸速度に歯車比を掛けた積（ＯＳ・ＧＲ）のグラフである。
【図６】図５に関連した、第６歯車でほぼ一定速度にある作動状態におけるグラフである。
【図７】図５に関連した、第３速から第４速へのアップシフトの状態におけるグラフである。
【符号の説明】
１０ 多段速度チェンジギヤ変速機
１６ 変速機入力軸
７０ 主部アクチュエータ
９０ 変速機出力軸
９６ 補助部アクチュエータ
９８ 入力軸速度センサ
１００ 出力軸速度センサ
１０６ 電子制御装置
１１２ ソレノイドマニホルド

Claims (7)

1. 燃料スロットル制御形エンジン(E) と、入力軸(16)及び出力軸(90)を備え、複数の選択的に連結可能な歯車比を設けている多段速度チェンジギヤ機械式変速機(10)と、エンジンと変速機間に介在している非噛み合いカップリング(C) と、入力軸回転速度を表す第１入力信号(IS)を発生する第１センサ(98)と、出力軸回転速度を表す第２入力信号(OS)を発生する第２センサ(100) と、現在の連結変速比を表す第３信号を発生する第３センサ手段 (70／110)と、変速機のシフトを制御する自動制御の変速機アクチュエータ(112、70、96) と、前記第１，第２，及び第３入力信号を受け取って、それらを所定の論理規則に従って処理することによって、現在の連結歯車比からのアップシフト及びダウンシフトを選択、実行して、回転速度が車両エンジンの回転速度で決定される第１クラッチ部材及び回転速度が車速で決定される第２クラッチ部材をそれぞれ有している噛み合いクラッチ（ 92 ）のうちの第１の噛み合いクラッチを切り離してから第２噛み合いクラッチを連結するシーケンスによって前記アップシフト及びダウンシフトを実行する指令出力信号を発生する中央処理装置(106) とを有しており、前記変速機アクチュエータが、前記第１噛み合いクラッチを切り離すために最大力を加える第１作動モードを有している、機械式チェンジギヤ変速装置の選択されたシフトを少なくとも部分的に自動的に実行するための制御装置(104) であって、
   現在の連結比からの変速機シフトの選択を感知した時、
   (i) ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態の有無を、前記第１入力信号と前記第２入力信号に現在の連結歯車比を掛けた積との差の値｜IS−OS・GR ｜の関数として決定し、
   (ii)ジョークラッチの非トルクロック状態を表す前記状態が存在すると判定されるまで、前記現在の連結変速比を前記第１作動モードで切り離すための指令出力信号を前記変速機アクチュエータへ送ることを禁止する論理規則を有しており、
   前記差の絶対値が第１基準値より小さい（｜ IS − OS ・ GR ｜＜ REF1 ）場合、前記ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴とする制御装置。
2. 前記差の絶対値の変化率が、負の値の第２基準値より小さい(d／dt（｜IS−OS・GR ｜）＜REF2＜0 ）場合、ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴とする請求項１の制御装置。
3. 前記差が正の値から負の値へ変化する場合、ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴とする請求項１の制御装置。
4. 前記非噛み合いカップリングはマスター摩擦クラッチであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記連結歯車比の決定手段は、変速機アクチュエータ位置センサを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の制御装置。
6. 燃料スロットル制御形エンジン(E) と、入力軸(16)及び出力軸(90)を備え、複数の選択的に連結可能な歯車比を有する多段速度チェンジギヤ機械式変速機(10)と、エンジンと変速機間に介在している非噛み合いカップリング(C) と、入力軸回転速度を表す第１入力信号(IS)を発生する第１センサ(98)と、出力軸回転速度を表す第２入力信号(OS)を発生する第２センサ(100) と、現在の連結変速比を表す第３信号を発生する第３センサ手段 (70／110)と、変速機のシフトを制御する自動制御の変速機アクチュエータ(112、70、96) と、前記第１，第２，及び第３入力信号を受け取って、それらを所定の論理規則に従って処理することによって、現在の連結歯車比からのアップシフト及びダウンシフトを選択、実行して、回転速度が車両エンジンの回転速度で決定される第１クラッチ部材及び回転速度が車速で決定される第２クラッチ部材をそれぞれ有している噛み合いクラッチ（ 92 ）のうちの第１噛み合いクラッチを切り離してから第２噛み合いクラッチを連結するシーケンスによって前記アップシフト及びダウンシフトを実行するための指令出力信号を発生する中央処理装置(106) とを有しており、前記変速機アクチュエータは、前記第１噛み合いクラッチを切り離すために最大力を加える第１作動モードを有する機械式チェンジギヤ変速装置の選択されたシフトを少なくとも部分的に自動的に実行するための制御方法であって、
   現在の連結比からの変速機シフトの選択を感知した時、
   (i) ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態の有無を、前記第１入力信号と、前記第２入力信号に現在の連結歯車比を掛けた積との差の値｜IS−OS・GR ｜の関数として決定し、
   (ii) ジョークラッチの非トルクロック状態を表す前記状態が存在すると決定されるまで、前記現在の連結変速比を前記第１作動モードで切り離すための指令出力信号を前記変速機アクチュエータへ送ることを禁止するステップを有しており、
   前記差の絶対値が第１基準値より小さい（｜ IS − OS ・ GR ｜＜ REF1 ）場合、ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴とする制御方法。
7. 前記差が正の値から負の値へ変化する場合、前記ジョークラッチの非トルクロック状態を表す状態が存在すると判定することを特徴とする請求項６の制御方法。

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