(57)【要約】【課題】内燃機関のターボチャージャに追加的な圧縮空気を供給する装置とパワートレインにおける他の構成要素との協働を制御する方法を提供すること。【解決手段】内燃機関２と、該内燃機関に設けられたターボチャージャ２２と、前記内燃機関２の吸気ポート８へ追加的な圧縮空気を供給する装置と、トランスミッション６２とを備えて成る車両用パワートレイン１の動作方法において、前記内燃機関２の前記吸気ポート８への追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積を、運転者の意思、前記内燃機関２の現在の回転数、前記内燃機関２の負荷状態、車両速度及び前記トランスミッション６２のシフトチェンジ過程に応じて制御する。
2011514276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）と、
該内燃機関に設けられたターボチャージャ（２２）と、
前記内燃機関（２）の吸気ポート（８）へ追加的な圧縮空気を供給する装置と、
トランスミッション（６２）と
を備えて成る車両用パワートレイン（１）の動作方法において、
前記内燃機関（２）の前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積を、運転者の意思、前記内燃機関（２）の現在の回転数、前記内燃機関（２）の負荷状態、車両速度及び前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジ過程に応じて制御することを特徴とする動作方法。
【請求項２】
前記車両用パワートレイン（１）が、前記内燃機関（２）を制御するための第１の電子制御ユニット（３８）と、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための第２の電子制御ユニット（３８）と、前記トランスミッション（６２）を制御するための第３の電子制御ユニット（６６）又は当該車両用パワートレイン（１）の構成部材の全部若しくは一部を制御する共通の電子制御ユニットを備えている、請求項１記載の当該車両用パワートレインの動作方法において、
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御する前記第２の電子制御ユニット（３８）が、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについての現在の情報を検出するとともに、その他の制御に対して該情報を提供することを特徴とする動作方法。
【請求項３】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについての現在の情報をシフトアップ又はシフトダウンにおける目標ギヤ段の選択及び最適なシフトチェンジの実行のために使用することを特徴とする請求項１又は２記載の動作方法。
【請求項４】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置における圧縮空気リザーバ（４５）の現在の充填度及び圧力についての情報を前記第３の電子制御ユニット（６６）に伝達し、このような情報に基づき、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについて導出し、上記のような情報を目標変速比あるいは目標ギヤ段の決定に使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項５】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための前記第２の電子制御ユニット（３８）が、現在の最大限発生可能なエンジントルクを算出するために圧力及び供給時間に関して現在可能な圧縮空気供給を考慮するとともに、前記第３の電子制御ユニット（６６）への圧縮空気供給に際しての現在の最大限発生可能なエンジントルクをシフトチェンジ過程の計画及び実行に使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項６】
前記第３の電子制御ユニット（６６）により、前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジの準備又は最適な実行との関係において前記内燃機関（２）への追加的な圧縮空気の供給が合理的であるか判断し、合理的であると判断された場合には、前記第３の電子制御ユニットが、圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力についての信号を前記第２の電子制御ユニット（３８）に伝達することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項７】
前記トランスミッション（６２）の計画されたシフトチェンジ後に得られるエンジントルクが、目標ギヤ段において車両が十分加速することを可能とするのに圧縮空気供給なしでは十分でない場合に、前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給のための信号が送出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項８】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が、圧縮空気供給の有無にかかわらず、前記内燃機関（２）の現在の動作状態及び車両にとって合理的な変速比あるいはギヤ段に設定し、前記第３の電子制御ユニット（６６）が、追加的な圧縮空気供給を行う場合に、燃料消費率又は出力を基準として前記トランスミッション（６２）の最適な変速比が得られる変速比あるいはギヤ段を目標ギヤ段として設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項９】
前記第３の電子制御ユニット（６６）は、シフトチェンジ時に、追加的な圧縮空気を供給する前記装置及び前記内燃機関（２）の動的な状態に応じて、シフトチェンジ後に前記内燃機関ができる限り迅速に最大トルクに達するよう、前記第２の電子制御ユニット（３８）を制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１０】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッション（６２）がニュートラル位置に切り換えられた後すぐに回転数が目標変速比あるいは目標ギヤ段に対する回転数にできる限り迅速に到達するよう、前記内燃機関（２）のトルクを十分に高めるように制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１１】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッション（６２）において目標変速比に調整されるかあるいは目標ギヤ段にギヤが入れられた後すぐに、車両の所望な加速状態となる程度の高いトルクが得られるよう制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１２】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、低いエンジン回転数において燃料消費を抑えた走行が可能となるよう加速を最小限にするとともに高いギヤ段に設定するように、シフトチェンジ後にエンジントルクを目標とする程度まで高めるよう制御することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１３】
前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジにおける加速のないあるいは加速の抑えられた段階を低減するため、及び知覚されたシフト速度を高めるためのシフトアップ時に、前記内燃機関（２）における前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給を行うための信号を、シフトアップ直後に前記第３の電子制御ユニット（６６）から前記第２の電子制御ユニット（３８）へ伝達することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１４】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が前記トランスミッション（６２）をシフトダウンさせエンジンブレーキを作動させた場合、前記パワートレイン（１）に結合可能であり、かつ、前記内燃機関（２）により駆動されるコンプレッサ（４９）を、前記パワートレイン（１）のブレーキ効果を高めるために、前記圧縮空気リザーバ（４５）に空気を充填するよう作動させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１５】
車両のエンジンブレーキ作動時に路面が走行方向に傾斜している場合、ブレーキ効果が高められるとともに燃料消費が最適化されるよう、前記圧縮空気リザーバ（４５）に空気を充填するための前記コンプレッサ（４９）を予防的に動作させることを特徴とする請求項１４記載の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した、内燃機関と、該内燃機関に設けられたターボチャージャと、前記内燃機関の吸気ポートへ追加的な圧縮空気を供給する装置と、トランスミッションとを備えて成る車両用パワートレインの動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１〜３には、トルク上昇のために従来のターボチャージャによってエンジンの吸気ポートへ供給される空気量はターボチャージャのタービンを駆動する内燃機関の排気流に応じて制限されるため、ターボチャージャを備えたピストン式内燃機関は、その低回転数域において、比較的小さなトルクしか発生させることができない、ということが開示されている。この「ターボ穴（Ｔｕｒｂｏｌｏｃｈ）」として知られるこのような現象は、可変形状を有するターボチャージャにより弱められる。また、タービンブレードは、排気流に応じて調整可能に形成されている。
【０００３】
しかしながら、可変形状を有するターボチャージャはその製造において比較的高価となってしまう上、非常に複雑な制御によってのみ制御可能であるため、エンジン回転数が低い領域においても比較的大きな内燃機関のトルクを得られるような装置及び／又は方法が原動機付き車両の業界において望まれていた。
【０００４】
そこで、特許文献４及び特許文献５にはそれぞれ上述の「ターボ穴」を小さくする方法及び装置が開示されており、ターボチャージャを備えたディーゼルエンジンによる加速時に、圧縮空気リザーバから所定量の空気をエンジンの吸気管に供給し、空燃比を適当に調整するようになっている。ここで、エンジンに必要な圧縮空気は、空気ブレーキシステムの圧縮空気リザーバから取り込むようになっている。
【０００５】
さらに、上記特許文献２及び特許文献３には、ターボチャージャを備えた内燃機関における上記「ターボ穴」を小さくするために、外気あるいは圧縮空気を供給するための特別な装置を用いることが開示されている。内燃機関の吸気領域に設けられたこのような装置は吸気ポートを吸気管として有しており、この吸気管は、調整可能なスロットルバルブと、吸気が流入する第１の接続端部と、エンジンのシリンダへ向けて流出させるための第２の接続端部とを備えている。このスロットルバルブは、調整のために、制御ユニットにより制御される調整装置に結合されている。このスロットルバルブと第２の接続端部の間には開口部を有する圧縮空気接続部が形成されており、この開口部は、上記装置の管状の内部空間へ向けて開口している。
【０００６】
さらに、圧縮空気接続部は開閉可能なバルブを備えた圧縮空気量制御装置と協働するようになっており、この圧縮空気量制御装置は、電気的な制御装置の電気入力部により制御されるようになっている。また、スロットルバルブの調整装置は、圧縮空気量制御装置の全閉位置がスロットルバルブの全開位置に対応するよう圧縮空気量制御装置及び／又は制御ユニットにより操作される。
【０００７】
圧縮空気を内燃機関の吸気ポートへ供給する特許文献２及び特許文献３に開示された上記装置は、アクセルペダル、アンチスキッド制御、速度制御装置及び／又は電気的な安定性プログラムに基づくトルク要求信号に基づき制御ユニットにより制御されるか、外部のトルク要求をエンジン制御システムに供給する手段によって制御される。
【０００８】
そのほか、特許文献２には、圧縮空気（又は外気）をターボチャージャを備えた内燃機関へ供給する装置の最適な制御において、この装置の制御ユニットの制御プラグラムが、あらかじめ定められた条件についての指示である、いつの時点から空気供給を実行し、終了すべきかを決定することが開示されている。また、例えば、職業としての長距離運転手やバスの運転手などは平均的な加速度を要求する個々の運転様式を有していることを考慮することも考えられる。すなわち、このような運転者により決定されたシフトチェンジ点を優先することが可能である。このようなデータは、上述の制御ユニットにより決定、記憶及び処理され、この制御ユニットにより例えば圧縮空気の供給継続時間の決定及びスロットルバルブの操作に使用される。
【０００９】
このような方法においては、圧縮空気の無駄な消費が生じたり、圧縮空気を必要以上に多く消費するようなことを避ける必要がある。特に、ここでは、圧縮空気の供給継続時間及びスロットルバルブ操作を運転者の加速意思の頻度に合わせて制御ソフトウェアにより制御するよう設定されている。
【００１０】
また、特許文献１には、圧縮空気リザーバから取出された圧縮空気を内燃機関のシリンダにおける吸気バルブの直前に供給するようにした装置が開示されている。
【００１１】
また、特許文献２及び特許文献３による、圧縮空気を内燃機関のターボチャージャに供給する上述の装置とパワートレインにおける他の装置との協働が非常に複雑であるため、原動機付き車両におけるこのような装置の最適な応用に対して、商業用の車両か個人用の車両かによって、パワートレインの構成要素の各特性及び要求が考慮される特殊な制御方法が必要となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３７５６４号
【特許文献２】国際公開第２００６／０８９７７９号
【特許文献３】国際公開第２００６／０８９７８０号
【特許文献４】独国特許第３９０６３１２号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１９９４４９４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的とするところは、内燃機関のターボチャージャに追加的な圧縮空気を供給する装置とパワートレインにおける他の構成要素との協働を制御する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、独立請求項に記載された特徴によって達成される。また、本発明による方法の好ましい実施形態は各従属請求項に記載されている。
【００１５】
本発明は、追加的な圧縮空気を、ターボチャージャを備えた内燃機関に供給する公知の装置の制御を最適化することに基づくものであり、パワートレイン内に設けられている装置及び／又はユニットの動作様式も考慮するものである。したがって、本発明は、トランスミッションの、ターボチャージャを備えた内燃機関へ圧縮空気を供給する装置との協働を最適なものにすることにも関するものである。
【００１６】
また、「トランスミッション」は、すべての種類のトランスミッションを含むものであり、例えば、マニュアルトランスミッション、オートマチックトランスミッション、ダブルクラッチ式トランスミッション、無段変速式トランスミッションなどを含むものである。
【００１７】
さらに、「内燃機関の吸気ポートへ追加的な圧縮空気を供給する装置」とは、空気ブレーキシステムの圧縮空気リザーバからの圧縮空気あるいは外気であるか、あるいはモータにより駆動される空気ポンプから必要に応じて直接供給されるものであるかにかかわらず、冒頭に述べたような装置を意味する。また、この装置は、その動作に必要なすべての部材及びユニットを含むものである。
【００１８】
また、本発明は、吸気ポートを備えた内燃機関のシリンダの前方から離れているか、又は圧縮空気がシリンダの吸気バルブの直前で吸入領域に供給されるかにかかわらず、圧縮空気をターボチャージャを備えた内燃機関に供給するすべての装置に適している。
【００１９】
ところで、本発明は、内燃機関と、該内燃機関に設けられたターボチャージャと、前記内燃機関の吸気ポートへ追加的な圧縮空気を供給する装置と、トランスミッションとを備えて成る車両用パワートレインの動作方法を前提としている。そして、本発明は、このような動作方法において、前記内燃機関の前記吸気ポートへの追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積を、運転者の意思、前記内燃機関の現在の回転数、前記内燃機関の負荷状態、車両速度及び前記トランスミッションのシフトチェンジ過程に応じて制御することを特徴としている。ここで、内燃機関の負荷状態とは、加速及び減速時における内燃機関の動作状態を含むものである。
【００２０】
内燃機関の吸気ポートへ追加的な圧縮空気を供給する装置によれば、内燃機関の出力制御において多くの利点が得られる。このように構成された車両は、各パワートレインの特性及びそのシフトチェンジ動作を考慮すれば、実際には合理的に駆動される。このシフトチェンジ動作とは、通常はギヤ段の変更又はギヤ段のニュートラルへの切り替えである。また、無段変速式のトランスミッションにおいては、いままでの伝達位置から離れること、及び新たなギヤ比となることを意味する。
【００２１】
本発明により、前記内燃機関の前記吸気ポートへの追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積を、運転者の意思、前記内燃機関の現在の回転数、前記内燃機関の負荷状態、車両速度及び前記トランスミッションのシフトチェンジ過程に応じて制御するようにしているため、特に内燃機関が低回転域で動作している場合においても、追加的な圧縮空気供給により生じるトルク上昇自体をトランスミッションの動作に対して合理的に利用することが可能である。
【００２２】
トランスミッションと、内燃機関と、内燃機関の吸気ポートへ追加的な圧縮空気を供給する装置との協働により得られる利点は、以下に述べるように特に速度及びシフトチェンジの快適性の向上に関するものである。
【００２３】
本発明の第１の好ましい実施形態は、車両用パワートレインが、前記内燃機関を制御するための第１の電子制御ユニットと、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための第２の電子制御ユニットと、前記トランスミッションを制御するための第３の電子制御ユニット（又は当該車両用パワートレインの構成部材の全部若しくは一部を制御する共通の電子制御ユニット）を備えている車両用パワートレインの動作方法において、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御する前記第２の電子制御ユニットが、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポートへ供給することができるかについての現在の情報を検出するとともに、その他の制御又は制御装置に対して該情報を提供することを特徴としている。
【００２４】
そして、この情報は圧縮空気リザーバにおける複数のセンサを用いて制御ユニットにより検出可能となっており、この圧縮空気リザーバは、例えば商用車の空気ブレーキシステムによっても使用されることができる。また、このような情報の提供は、例えば公知のＣＡＮバスシステムなとの車両データネットワークを介して行われる。これにより、その他の車両の制御あるいは制御ユニットも上記のような情報を受け取ることができる。このような情報を、いつ、どのくらいの時間、どの程度の内燃機関におけるトルク上昇が追加的な圧縮空気供給によって可能であるかという情報としてもよい。
【００２５】
本発明の他の実施形態は、前記第３の電子制御ユニットが、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポートへ供給することができるかについての、適当なセンサによって検出された現在の情報をシフトアップ又はシフトダウンにおける目標ギヤ段の選択及び最適なシフトチェンジの実行のために使用することを特徴としている。
【００２６】
また、これに関連して、追加的な圧縮空気を供給する前記装置における圧縮空気リザーバの現在の充填度及び圧力についての情報を前記第３の電子制御ユニットに伝達し、このような情報に基づき、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポートへ供給することができるかについて導出し、上記のような情報を目標変速比あるいは目標ギヤ段の決定に使用するようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明の他の実施形態は、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための前記第２の電子制御ユニットが、現在の最大限発生可能なエンジントルクを算出するために圧力及び供給時間に関して現在可能な圧縮空気供給を考慮するとともに、前記第３の電子制御ユニットへの圧縮空気供給に際しての現在の最大限発生可能なエンジントルクをシフトチェンジ過程の計画及び実行に使用することを特徴としている。
【００２８】
前記第３の制御ユニットに関連して、該第３の電子制御ユニットにより、前記トランスミッションのシフトチェンジの準備又は最適な実行との関係において前記内燃機関への追加的な圧縮空気の供給が合理的であるか判断し、合理的であると判断された場合には、前記第３の電子制御ユニットが、圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力についての信号を前記第２の電子制御ユニットに伝達するようにしてもよい。
【００２９】
また、本発明の他の実施形態は、前記トランスミッションの計画されたシフトチェンジ後に得られるエンジントルクが、目標ギヤ段において車両が十分加速することを可能とするのに圧縮空気供給なしでは十分でない場合に、前記吸気ポートへの追加的な圧縮空気の供給のための信号が送出されることを特徴としている。
【００３０】
さらに、前記第３の電子制御ユニットが、圧縮空気供給の有無にかかわらず、前記内燃機関の現在の動作状態及び車両にとって合理的な変速比あるいはギヤ段に設定し、前記第３の電子制御ユニットが、追加的な圧縮空気供給を行う場合に、燃料消費率又は出力を基準として前記トランスミッションの最適な変速比が得られる変速比あるいはギヤ段を目標ギヤ段として設定するようにしてもよい。
【００３１】
また、前記第３の電子制御ユニットが、シフトチェンジ時に、追加的な圧縮空気を供給する前記装置及び前記内燃機関の動的な状態に応じて、シフトチェンジ後に前記内燃機関ができる限り迅速に最大トルクに達するよう、前記第２の電子制御ユニットを制御するのが好ましい。
【００３２】
さらに、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッションがニュートラル位置に切り換えられた後すぐに回転数が目標変速比あるいは目標ギヤ段に対する回転数にできる限り迅速に到達するよう、前記内燃機関のトルクを十分に高めるように制御するのも好ましい。
【００３３】
また、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッションにおいて目標変速比に調整されるかあるいは目標ギヤ段にギヤが入れられた後すぐに、車両の所望な加速状態となる程度の高いトルクが得られるよう制御するのが好ましい。
【００３４】
また、車両の、燃料消費を抑えた、又は出力を制御した走行を達成するために、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、低いエンジン回転数において燃料消費を抑えた走行が可能となるよう加速を最小限にするとともに高いギヤ段に設定するように、シフトチェンジ後にエンジントルクを目標とする程度まで高めるよう制御するようにしている。
【００３５】
本発明の他の実施形態は、前記トランスミッションのシフトチェンジにおける加速のないあるいは加速の抑えられた段階を低減するため、及び知覚されたシフト速度を高めるためのシフトアップ時に、前記内燃機関における前記吸気ポートへの追加的な圧縮空気の供給を行うための信号を、シフトアップ直後に前記第３の電子制御ユニットから前記第２の電子制御ユニットへ伝達することを特徴としている。
【００３６】
また、車両がその走行方向に傾斜した路面上でエンジンブレーキを動作させるとき、前記第３の電子制御ユニットが前記トランスミッションをシフトダウンさせエンジンブレーキを作動させた場合、前記パワートレインに結合可能であり、かつ、前記内燃機関により駆動されるコンプレッサを、前記パワートレインのブレーキ効果を高めるために、前記圧縮空気リザーバに空気を充填するよう作動させるのが好ましい。
【００３７】
さらに、車両がその走行方向に傾斜した路面上でエンジンブレーキを動作させるとき、すなわち車両のエンジンブレーキ作動時に路面が走行方向に傾斜している場合、ブレーキ効果が高められるとともに燃料消費が最適化されるよう、前記圧縮空気リザーバに空気を充填するための前記コンプレッサを予防的に動作させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、内燃機関のターボチャージャに追加的な圧縮空気を供給する装置とパワートレインにおける他の構成要素との協働を制御する方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】パワートレインの主要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４１】
図１には公知のパワートレイン１の主要部が示されており、このパワートレイン１は、シリンダブロック６内に直列に配置された６つのシリンダ３（直列６気筒）を有しつつターボコンプレッサ１７に備え付けられたディーゼルエンジン２を含んで構成されている。
【００４２】
シリンダ３の複数の吸気管４は集合管５に結合されており、この集合管５は、排気のために吸気ポート８とその第２の接続部９を接続する接続フランジ７を備えている。また、吸気のための第１の接続部１０は、管路１１によってインタクーラ１３の流出開口部１２に接続されている。一方、インタクーラ１３の流入開口部１４は、管路１５によってターボコンプレッサ１７の流入開口部１８に接続されている。また、ターボコンプレッサ１７の流入開口部１８には、管路２０と共にエアフィルタ１９が接続されている。
【００４３】
ターボコンプレッサ１７はターボチャージャ２２の一部を構成しており、該ターボチャージャ２２の排ガスタービン２３は、流入開口部２４と共に排気集合管２６の流出開口部２５に接続されている。なお、ターボコンプレッサ１７及び排ガスタービン２３は回転可能に支持されたシャフト２１に固定されている。また、シリンダ３が排気管２７によって排気集合管２６に接続されているとともに、排ガスタービン２３の流出開口部２８は、排気管路２９に接続されている。
【００４４】
しかして、シリンダ３への燃料供給はインジェクションノズル３０によって行われ、該インジェクションノズル３０の制御は、電子制御ユニット（ＥＤＣ）３８の第１の出力部３２から延びるケーブル３１を介して行われるようになっている。また、電子制御ユニット３８の入力部３７には、ケーブル３６を介して電子制御ユニット３３の出力部３４が接続されている。この電子制御ユニット３３は、本実施の形態ではアクセルペダル３５として形成された操作部材を備えている。
【００４５】
電子制御ユニット３８の電気接続部３９は、ケーブル群４０によって吸気ポート８の電気接続部４１に接続されている。また、吸気ポート８において破線で示すケーブルは、電子制御ユニット３８がスロットルバルブ６３を操作するための不図示のアクチュエータを制御することを示している。なお、このスロットルバルブ６３によってディーゼルエンジン２の吸気量を調整することができるようになっている。
【００４６】
吸気ポート８は圧縮空気接続部４２を備えており、この圧縮空気接続部４２は、管路４３を介して圧縮空気リザーバ４５の排気接続部４４に接続されている。また、圧縮空気リザーバ４５の供給端部４６は、管路４７を介してコンプレッサ４９の圧縮空気接続部４８に接続されている。さらに、この管路４７には、圧力制御装置５０及び除湿装置５１が設けられている。
【００４７】
コンプレッサ４９はエアフィルタ５３を有する吸気ダクト５２を備えており、このコンプレッサ４９のシャフト５４は、ベルト駆動部５５を介してターボチャージャを備えたディーゼルエンジン２のメインシャフト５６に結合されている。また、本発明は、例えば電子制御ユニット３８によって制御されるモータにより駆動されるコンプレッサを含むこともできる（不図示）。
【００４８】
さらに、図１に示すように、コンプレッサ４９は、制御ライン７３を介して電子制御ユニット３８により制御されるクラッチ７１を介してディーゼルエンジン２におけるベルト駆動部５５に接続可能となっている。すなわち、このコンプレッサ４９は、圧縮空気リザーバ４５における圧力を増圧する必要がある場合、電子制御ユニット３８によってのみ作動される。
【００４９】
また、圧縮空気リザーバ４５における実際の圧力を検出するために、該圧縮空気リザーバ４５に圧力センサ７９が設けられており、その測定信号は、センサ用ケーブル８０を介して電子制御ユニット３８及び／又は変速機制御装置６６に伝達することができるようになっている。
【００５０】
ところで、本発明によるコンプレッサ４９の動作は、コンプレッサ４９の電力消費によってパワートレイン１の制動作用を利用できるよう、例えば坂道において車両のエンジンブレーキが作用する場合に有利である。
【００５１】
さらに、図１には、ディーゼルエンジン２がモータ式のスタータ５９によって駆動されて始動されることが示されている。このスタータ５９は、その歯車５８がディーゼルエンジン２のフライホイールの歯車５７に噛合することができるようになっている。また、フライホイールは、歯車５７と共に公知の方法でディーゼルエンジン２のメインシャフト５６に結着されている。さらに、スタータ５９は、制御ライン７２を介して更なる圧縮空気のためのインジェクション装置の電子制御ユニット３８に接続されているとともに、該電子制御ユニット３８によってＯＮ／ＯＦＦすることが可能となっている。
【００５２】
また、電子制御ユニット３８によって制御される電磁制御弁６５が管路４３内に設けられており、ディーゼルエンジン２の特にトルク上昇のために必要がある場合に、この電磁制御弁６５により圧縮空気リザーバ４５から吸気ポート８への圧縮空気の噴射が可能となっている。電磁制御弁６５はケーブル群４０を介して電子制御ユニット３８により制御され、このケーブル群４０は、吸気ポート８近傍において、スロットルバルブ６３用のアクチュエータを制御するための制御ライン（破線で示してある）と電磁制御弁６５を制御するための制御ラインとに分岐している。
【００５３】
また、図１には、動力伝達側においてディーゼルエンジン２がそのメインシャフト５６を介してクラッチ６０の入力側に相対回転しないよう結合される一方、このクラッチ６０の出力側はオートマチックトランスミッション６２の変速機入力軸６１に結合されることが示されている。クラッチ６０は自動的に操作されるクラッチとして形成されており、クラッチ作動機構７４を備えている。なお、このクラッチ作動機構７４は、制御ライン７５を介して変速機制御装置６６に接続されているとともに、該変速機制御装置６６によって制御される。
【００５４】
ディーゼルエンジン２の作動状態によっては、クラッチの前方の入力側に公知のねじり振動ダンパ（不図示）を設けてもよい。また、オートマチックトランスミッション６２は出力軸を有しており、この出力軸は、不図示の駆動軸及びディファレンシャルギヤを介して車輪７８に結合されている。オートマチックトランスミッション６２は、本実施の形態においては自動式のマニュアルトランスミッションとして形成されており、公知のギヤ段変更機構７０は、制御ライン６９を介して変速機制御機構６６に接続されている。そして、このギヤ段変更機構７０によって、公知のとおり、ギヤ段の変更あるいは一般的なギヤ比の変更が行われる。
【００５５】
さらに、変速機制御機構６６はセンサ用ケーブル６８を介してオートマチックトランスミッション６２におけるセンサに接続されているので、変速機制御機構６６が変速に関する情報を受け取ることができる。ここでの情報とは、変速機入力軸６１及び変速機駆動軸６４の回転数、ギヤ段変更機構７０の変位信号及び／又は位置信号などである。そのほか、変速機駆動軸６４又は車輪７８における回転数センサ７７を用いつつ変速機制御装置６６及び／又は電子制御ユニット３８により車両速度を検出したり、ディーゼルエンジン２のメインシャフト５６における不図示の回転数センサによりエンジン回転数を検出することが可能である。そして、このような情報あるいはその他の情報に基づき、ギヤ比の変更動作がオートマチックトランスミッション６２内で行われる。
【００５６】
次に、吸気ポートの基本的な機能に関して、ディーゼルエンジン２への外気の供給について説明する。
【００５７】
ターボチャージャを備えたディーゼルエンジン２におけるシリンダ３には、回転数が一定であれば、吸気管４、集合管５、吸気ポート８、管路１１、インタクーラ１３、管路１５、ターボコンプレッサ１７及びエアフィルタ１９を通って外気が導入される。一方、シリンダ３からの排気は、排気管２７、排気集合管２６、排ガスタービン２３及び排気管路２９を通って排気される。
【００５８】
ところで、運転者がアクセルペダル３５を急速に踏み込み、エンジントルクあるいはエンジン回転数が急速に上昇する場合、ディーゼルエンジン２は以前より多くの燃料及び外気を必要とする。このとき、追加的な燃料はシリンダ３へ供給されるものの、ターボチャージャ２２により供給される空気量は十分ではない。さらに、比較的低い回転数においては、吸気ポート８における外気の圧力も比較的低い。ここで、外気の吸気ポート８内における圧力は不図示の圧力センサによって常に検出されており、その検出信号は電子制御ユニット３８へ伝達される。
【００５９】
このような動作状態においては、スロットルバルブ６３が全開となっており、電子制御ユニット３８は、制御プログラムに基づき、吸気ポート８における圧力が十分迅速に上昇しているか、及び追加的な吸気を行うべきかどうかを確認する。この制御プログラムにおいては、いつ追加的な吸気を開始するかという条件についての設定があらかじめなされており、初期状態では、スロットルバルブ６３は閉鎖方向に調整されているとともに、電磁制御弁６５を開弁することで圧縮空気リザーバ４５から吸気ポート８への吸気がなされるようになっている。ここで、この吸気にかかる時間は、制御プログラムによりあらかじめ設定されており、吸気ポート８内における圧力差及び絶対圧力に基づき決定される。
【００６０】
また、制御プログラムにより、圧縮空気リザーバ４５に接続された空気ブレーキシステムの安全性に不都合な影響が出るほど大きな圧縮空気の消費が圧縮空気リザーバ４５内で生じないようになっている。
【００６１】
図１に示すように、変速機制御装置６６は、ＣＡＮバスシステムのデータ用ケーブル７６を介して追加的な圧縮空気の吸気用装置の電子制御ユニット３８に接続されている。なお、電子制御ユニット３８をエンジン制御装置ということもできる。そして、本発明によれば、２つの制御装置である変速機制御装置６６と電子制御ユニット３８の間では、エンジントルクの上昇のため及びシフトチェンジの補助のために、吸気ポート８への追加的な圧縮空気の供給が必要であるか否か、仮に必要であればいつ、どの程度かといった情報の交換が常になされている。
【００６２】
このような情報交換によって初めて車両におけるオートマチックトランスミッション６２内でのシフトチェンジ過程が満足に行われる。そして、この車両内には、追加的な圧縮空気をディーゼルエンジン２の吸気ポート８へ供給する装置が収容されている。さらに、シフトチェンジの準備及び実行のためにディーゼルエンジン２の吸気ポート８への追加的な圧縮空気の供給の制御を正確に調整することで、上述のとおり、従来では不可能だったパワートレイン１の好ましい動作形態を達成することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１          パワートレイン
２          ディーゼルエンジン
３          シリンダ
４          吸気管
５          集合管
６          シリンダブロック
７          接続フランジ
８          吸気ポート
９          第２の接続部
１０        第１の接続部
１１        管路
１２        流出開口部
１３        インタクーラ
１４        流入開口部
１５        管路
１６        流出開口部
１７        ターボコンプレッサ
１８        流入開口部
１９        エアフィルタ
２０        管路
２１        シャフト
２２        ターボチャージャ
２３        排ガスタービン
２４        流入開口部
２５        流出開口部
２６        排気集合管
２７        排気管
２８        流出開口部
２９        排気管路
３０        インジェクションノズル
３１        ケーブル（配線）
３２        第１の出力部
３３        電子制御ユニット
３４        出力部
３５        アクセルペダル
３６        ケーブル（配線）
３７        入力部
３８        電子制御ユニット（ＥＤＣ）
３９        電気接続部
４０        ケーブル群
４１        電気接続部
４２        圧縮空気接続部
４３        管路
４４        排気接続部
４５        圧縮空気リザーバ
４６        供給端部
４７        管路
４８        圧縮空気接続部
４９        コンプレッサ
５０        圧力制御装置
５１        除湿装置
５２        吸気ダクト
５３        エアフィルタ
５４        シャフト
５５        ベルト駆動部
５６        メインシャフト
５７        歯車
５８        歯車
５９        スタータ
６０        クラッチ
６１        変速機入力軸
６２        オートマチックトランスミッション
６３        スロットルバルブ
６４        変速機駆動軸
６５        電磁制御弁
６６        変速機制御装置
６７        センサ
６８        センサ用ケーブル
６９        制御ライン
７０        ギヤ段変更機構
７１        クラッチ
７２        制御ライン
７３        制御ライン
７４        クラッチ作動機構
７５        制御ライン
７６        データ用ケーブル
７７        回転数センサ
７８        車輪
７９        圧力センサ
８０        センサ用ケーブル
【図１】
2011514276.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月7日(2009.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）と、
該内燃機関に設けられたターボチャージャ（２２）と、
前記内燃機関（２）の吸気ポート（８）へ追加的な圧縮空気を供給する装置と、
トランスミッション（６２）と
を備えて成る車両用パワートレイン（１）の動作方法であって、前記内燃機関（２）の前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積が、運転者の意思、前記内燃機関（２）の現在の回転数、前記内燃機関（２）の負荷状態、車両速度及び前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジ過程に応じて制御される上記動作方法において、
前記内燃機関（２）の前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力及び／又は体積を、更に前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジ過程に応じて制御することを特徴とする動作方法。
【請求項２】
前記車両用パワートレイン（１）が、前記内燃機関（２）を制御するための第１の電子制御ユニット（３８）と、追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための第２の電子制御ユニット（３８）と、前記トランスミッション（６２）を制御するための第３の電子制御ユニット（６６）又は当該車両用パワートレイン（１）の構成部材の全部若しくは一部を制御する共通の電子制御ユニットを備えている、請求項１記載の当該車両用パワートレインの動作方法において、
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御する前記第２の電子制御ユニット（３８）が、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについての現在の情報を検出するとともに、その他の制御に対して該情報を提供することを特徴とする動作方法。
【請求項３】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについての現在の情報をシフトアップ又はシフトダウンにおける目標ギヤ段の選択及び最適なシフトチェンジの実行のために使用することを特徴とする請求項１又は２記載の動作方法。
【請求項４】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置における圧縮空気リザーバ（４５）の現在の充填度及び圧力についての情報を前記第３の電子制御ユニット（６６）に伝達し、このような情報に基づき、どのくらいの時間、どの程度の圧力又は体積流量で圧縮空気を前記吸気ポート（８）へ供給することができるかについて導出し、上記のような情報を目標変速比あるいは目標ギヤ段の決定に使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項５】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を制御するための前記第２の電子制御ユニット（３８）が、現在の最大限発生可能なエンジントルクを算出するために圧力及び供給時間に関して現在可能な圧縮空気供給を考慮するとともに、前記第３の電子制御ユニット（６６）への圧縮空気供給に際しての現在の最大限発生可能なエンジントルクをシフトチェンジ過程の計画及び実行に使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項６】
前記第３の電子制御ユニット（６６）により、前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジの準備又は最適な実行との関係において前記内燃機関（２）への追加的な圧縮空気の供給が合理的であるか判断し、合理的であると判断された場合には、前記第３の電子制御ユニットが、圧縮空気の供給タイミング、供給継続時間、圧力についての信号を前記第２の電子制御ユニット（３８）に伝達することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項７】
前記トランスミッション（６２）の計画されたシフトチェンジ後に得られるエンジントルクが、目標ギヤ段において車両が十分加速することを可能とするのに圧縮空気供給なしでは十分でない場合に、前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給のための信号が送出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項８】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が、圧縮空気供給の有無にかかわらず、前記内燃機関（２）の現在の動作状態及び車両にとって合理的な変速比あるいはギヤ段に設定し、前記第３の電子制御ユニット（６６）が、追加的な圧縮空気供給を行う場合に、燃料消費率又は出力を基準として前記トランスミッション（６２）の最適な変速比が得られる変速比あるいはギヤ段を目標ギヤ段として設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項９】
前記第３の電子制御ユニット（６６）は、シフトチェンジ時に、追加的な圧縮空気を供給する前記装置及び前記内燃機関（２）の動的な状態に応じて、シフトチェンジ後に前記内燃機関ができる限り迅速に最大トルクに達するよう、前記第２の電子制御ユニット（３８）を制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１０】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッション（６２）がニュートラル位置に切り換えられた後すぐに回転数が目標変速比あるいは目標ギヤ段に対する回転数にできる限り迅速に到達するよう、前記内燃機関（２）のトルクを十分に高めるように制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１１】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、前記トランスミッション（６２）において目標変速比に調整されるかあるいは目標ギヤ段にギヤが入れられた後すぐに、車両の所望な加速状態となる程度の高いトルクが得られるよう制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１２】
追加的な圧縮空気を供給する前記装置を、シフトダウン時に、低いエンジン回転数において燃料消費を抑えた走行が可能となるよう加速を最小限にするとともに高いギヤ段に設定するように、シフトチェンジ後にエンジントルクを目標とする程度まで高めるよう制御することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１３】
前記トランスミッション（６２）のシフトチェンジにおける加速のないあるいは加速の抑えられた段階を低減するため、及び知覚されたシフト速度を高めるためのシフトアップ時に、前記内燃機関（２）における前記吸気ポート（８）への追加的な圧縮空気の供給を行うための信号を、シフトアップ直後に前記第３の電子制御ユニット（６６）から前記第２の電子制御ユニット（３８）へ伝達することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１４】
前記第３の電子制御ユニット（６６）が前記トランスミッション（６２）をシフトダウンさせエンジンブレーキを作動させた場合、前記パワートレイン（１）に結合可能であり、かつ、前記内燃機関（２）により駆動されるコンプレッサ（４９）を、前記パワートレイン（１）のブレーキ効果を高めるために、前記圧縮空気リザーバ（４５）に空気を充填するよう作動させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の動作方法。
【請求項１５】
車両のエンジンブレーキ作動時に路面が走行方向に傾斜している場合、ブレーキ効果が高められるとともに燃料消費が最適化されるよう、前記圧縮空気リザーバ（４５）に空気を充填するための前記コンプレッサ（４９）を予防的に動作させることを特徴とする請求項１４記載の動作方法。
【国際調査報告】
2011514276.tif 000004
2011514276.tif 000005
2011514276.tif 000006
2011514276.tif 000007
2011514276.tif 000008
2011514276.tif 000009