(57)【要約】   本発明は、アイドリング走行モードにある大型車両の自動または半自動変速機（３１０）を操作する方法に関する。前記方法は、エンジンのアイドリング走行を促進する比率で前記大型トラックのエンジン（３００）に燃料を供給するステップを含んでいる。もう１つのステップでは、本方法は、変速機の始動ギヤよりも高いギヤ段に変速機を結合させ、車両がエンジンアイドリング状態の動力で、実質的に等速である第１の走行速度（Ｓ１）で運転できるようにするステップを含む。高速を要求する交通状況および周囲状況に応じて、運転者は前記大型車両のギヤシフトレバー（３４０）に配置された制御装置（３５０）を手動ギヤ選択して押圧することにより、半自動または自動変速機をアップシフトして、エンジンアイドリング状態の動力で、実質的に等速である第２の走行速度（Ｓ２）で前記大型車両を運転する。前記実質的に等速である第２の走行速度は前記実質的に等速である第１の走行速度よりも高い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのアイドリング走行を促進する比率で前記大型トラックのエンジン（３００）に燃料を供給するステップと、
変速機の始動ギヤよりも高いギヤ段に変速機を結合させ、車両がエンジンアイドリング状態の動力で、実質的に等速である第１の走行速度（Ｓ１）で運転できるようにするステップとを含む、アイドリング走行モードにある前記大型車両の自動または半自動変速機（３１０）を操作する方法であって、
制御装置（３５０）を手動制御することでギヤを手動選択し、前記変速機をアップシフトさせ、次いでエンジンアイドリング状態の動力で、実質的に等速である第２の走行速度（Ｓ２）で前記大型車両を運転し、
前記実質的に等速である第２の走行速度は前記実質的に等速である第１の走行速度よりも高いことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記制御装置が、トグルスイッチ、ボタン、レバー、ジョイスティックまたはスクロールである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アップシフトが前記エンジン（３００）の制御によって行われる前に、車両速度を所定の車両速度まで自動的に上昇させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
クラッチ（３６０）の再係合によるアップシフトの後に、車両速度を自動的に上昇させる方法であって、
前記クラッチが、前記変速機の一部であり、かつ前記エンジンと前記変速機のギヤボックス（３７０）との間に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項３および４に記載の特徴を組み合わせることにより、車両速度を自動的に上昇させる、方法。
【請求項６】
車両速度が、現時点での車両走行抵抗に依存し、かつこれに適合される、請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
前記アップシフト機能が、車両の走行抵抗が所定値未満である場合のみ適用可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記制御装置（３５０）を前記手動制御することにより、前記変速機（３１０）のギヤが１段だけアップシフトされる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記制御装置（３５０）をより長期にわたり手動制御動作することにより、前記変速機（３１０）のギヤが少なくとも２段だけアップシフトされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御装置（３５０）を一定回数だけ手動制御動作することにより、前記変速機（３１０）のギヤが、前記回数に対応する段数だけアップシフトされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御装置（３５０）が、ギヤシフトレバー上に配置される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は商用車に関し、特に、大型トラックやバスなどの車両用の駆動系制御ストラテジーに関する。
【背景技術】
【０００２】
陸送トラックおよびバス（本明細書の説明目的において交換可能である）などの大型車両の運転において、しばしば長時間にわたり比較的低速走行が必要となることは公知である。そのような状況の例として、渋滞の中での低速走行や、貨物駅周辺などの高速走行できない状況が挙げられる。最近の大型車両には一般的に、半自動変速機または機械式自動変速機（ＡＭＴ）またはパワーシフト自動変速機が搭載されている。上記のいずれの場合も、変速機用ストラテジーに基づいてギヤを選択するとともに、コンピュータ制御ストラテジーに基づいて選択的にギヤを結合する。また、有段変速機においては、異なるギヤ間でのトルク伝達に使用する幾つかの歯車およびシャフトが、クラッチなどの連結装置によって、互いに回転可能に固定されている。板クラッチなどの摩擦式連結装置ではトルクが実質的に摩擦力によって伝達されるのに対し、爪クラッチなどの噛合式連結装置ではトルクが実質的に法線力によって伝達される。入手可能な異なる有段変速機の型式間の違いは、クラッチ操作、ギヤ選択、およびギヤ選択の実行にあるといえる。機械式自動変速機では、クラッチの操作、ギヤ選択、およびギヤ選択の実行を、運転者を介さず自動的に実行する。手動変速機では、運転者がクラッチの操作、ギヤ選択、およびギヤ選択を実行する必要がある。手動変速機は、概して機械連結式である。半自動変速機では、クラッチの操作、ギヤ選択、およびギヤ選択の実行の１つまたは複数を、トラック運転手が行う。半自動変速機は機械式変速機であっても良い。機械連結式変速機には、噛合式連結装置がある。機械連結式変速機では通常、ギヤシフトの間、トルクの伝達が中断する。主にパワーシフト変速機に摩擦式連結装置が見られ、その場合、ギヤシフト中にもトルクが伝達される。パワーシフト変速機は通常、自動または半自動である。機械連結式自動変速機は、機械式自動変速機と称される。そのような変速機には、変速機操作を自動で行うためのコントローラを備えた手動変速機を使用しても良く、また、手動変速機に基づかず自動式に特別に設計されても良い。以下、機械式自動変速機およびパワーシフト自動変速機を自動変速機と称する。
【０００３】
大型車両を低速かつ等速走行させることが望ましい場合、運転者はかねてより、適当な低速ギヤを選択し、アイドリング状態のエンジン動力で車両を前後させながら進行させてきた。このように運転者は、車両に配置されたアクセルペダル、あるいは駆動トルク制御装置を押圧することなく、アイドル状態で駆動している。特に所望の速度および大型車両の荷重に応じた低速ギヤを選択できる。
【０００４】
しかしながら、選択可能な低速ギヤは、所定のアイドリング速においてエンジン回転から各ギヤ内に生じ得るトルクによって制限され、さらに、任意の時節に使用できるギヤの範疇は、走行環境に加え車両状態によっても制限され得る。使用できるギヤの範疇を左右する２つの主な要素は、車両の質量（荷重を含む）および地面の傾斜である。少なくとも部分的に、この２つの要素各々に基づいて、エンジンがトルク能力不足によって失速することなく、アイドリング状態で実質的な等速を維持することができる、変速機の最高ギヤを決定できる。これまで運転者は、そのようなアイドリング走行時の初期ギヤを、経験に頼って選択してきた。所望の走行速度を実現し、また例えば毎分６５０回転といったアイドリング状態のエンジン回転数で生じるトルクを利用して速度を維持できるよう、ギヤを選択してアップシフトまたはダウンシフトしていた。
【０００５】
エンジンがアイドリング状態で等速を維持できる最高ギヤを選択することによって生じる駆動状態がわかれば、それを基にギヤを決定、結合し、車両を推進できることが理解できよう。しかし、最高ギヤ比では、所望よりも高速の対地速で車両が移動することがある。すなわち、例えば大型トラックの走行速度が、エンジンのアイドリング状態の現状維持に必要よりも高速の場合がある。上述のように、これまで、エンジンをアイドリングさせつつ所望のように高速の車両速度を実現するには、運転者自身が試行錯誤による経験則によって、典型的な低速ギヤの範疇から適当なギヤを選択し、アクセルペダル位置を調節することで、適正に車両を加速させ、さらに車両の適正速度を実現してきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
運転者が試行錯誤的に手探り状態で行うこの類のギヤ選択およびアクセルペダル位置の調整では明らかに、とりわけトラックの低速走行下において運転者がギヤ選択のために必要以上に疲労し得る、という欠点がある。さらに、頻繁なギヤチェンジおよびアクセルペダル位置の調節は非効率的である上、エンジンの所定のアイドリング速で所望の車両速度を維持できる適当なギヤ選択がなされない場合、燃費が悪くなる。従って、そのようなギヤ選択を少なくとも半自動ベースで行い、運転者による直接的な選択入力を最小限に抑える、または皆無にする駆動系制御システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくとも１つの実施形態において、本発明は、アイドリング速度走行時の大型車両における半自動または自動変速機の操作方法を開示する。本発明による方法は、エンジンのアイドリング走行を促進する比率で大型トラックのエンジンに燃料を供給するステップを含むが、これだけとは限らない。別のステップにおいて、この方法は、変速機の始動ギヤよりも高いギヤ段に半自動または自動変速機を結合させることにより、車両がエンジンのアイドリング状態の動力で、第１の走行速度において実質的に等速走行できるようにする。交通および環境上の理由から、より高速が求められる場合は、運転者が制御装置を手動制御して手動ギヤ選択を行うことにより、半自動または自動変速機がアップシフトし、車両がエンジンのアイドリング状態の動力で、第２の走行速度において実質的に等速走行する。必然的に、実質的に等速である第２の走行速度は実質的に等速である第１の走行速度よりも高速である。本発明の方法により、走行の快適性を高め、燃料を節減することができる。この方法によりさらに、余分なクラッチスリップが低減される。
【０００８】
本発明の別の実施形態において、車両のエンジン速度を制御することにより、エンジン速度は、アップシフト前に自動的に所定の車両速度まで上昇する。さらに別の実施形態では、車両速度はクラッチを再び入れることによりアップシフト後に自動的に上昇する。すなわち、クラッチを用いて、新たなギヤに対してエンジンのアイドリング速度を同期化させる。別の実施形態において、車両速度が、エンジン制御とクラッチ制御とを組み合わせて用いて制御される。さらに別の実施形態では、車両速度の上昇は現時点での車両の走行抵抗に基づき、これに適合される。この車両の走行抵抗が所定値未満である場合にのみ、本発明によるアップシフト機能が適用されよう。これには将来予測される走行抵抗も含まれよう。本発明の別の実施形態において、運転者が制御装置を手動制御して変速機をギヤ１段だけアップシフトさせることにより、さらに別の実施形態では、制御装置をより長期間にわたって（例えば踏み込むことによって）手動制御することにより、変速機のギヤが少なくとも２段アップシフトする。本発明のさらに別の実施形態では、制御装置を、ある一定の回数だけ手動制御操作すると、その回数に対応した段数の変速機のギヤがアップシフトする。
【０００９】
本発明のさらなる有利な実施形態が、特許請求の範囲の請求項１に続く従属クレームに記載されている。
【００１０】
以下、本発明を添付図面を参照しながら例示によってより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ギヤシフトレバー上の制御装置と、エンジンおよび変速機との接続を示す図である。
【図２】本発明による、アイドリング走行モードにおいて半自動または自動変速機をアップシフトする方法の１つに関する流れ図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による、アイドリング走行モードにおいて半自動または自動変速機をアップシフトする方法の１つに関する流れ図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による、アイドリング走行モードにおいて半自動または自動変速機をアップシフトする方法の１つに関する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
大型トラックやバスなどの商用車では、コンピュータ制御のサブシステムを有することが一般的である。特に、これらのサブシステムは図１に示すように、ある程度の差はあるものの典型的には少なくともエンジン３００と、ここでは変速機３１０とを含んでいる。エンジン３００と変速機３１０用に、コンピュータによる制御システムを導入することと、サブシステム間の相互情報交換を可能にすることによって、２つのサブシステム間の調整を自動化し、燃費と加速、ならびに運転者の快適さと運転し易さなどの利点を得ることができる。このようなコンピュータによる制御システムを使用することで、運転者の疲労を大幅に軽減することができると共に、経験が浅い運転者でも、専門家に近いレベルの車両制御を行い易くなる。以下に示す本発明の実施形態では、前記変速機３１０がクラッチ３６０とギヤボックス３７０とを備えている。運転者は、ギヤシフトレバー３４０を用いて、自動、手動、および低速を含むがこれらに限定されない適宜の運転モードを選択することができる。手動モードでは、運転者が、ギヤシフトレバー３４０上に配置された手動ギヤ選択用の制御装置３５０を介して手動でギヤ選択を行うことができる。この制御装置３５０は図１では、アップシフトとダウンシフトをそれぞれ選択するためのプラスとマイナスの端部を有するトグルスイッチとして示されている。制御装置３５０は別個のプラス／マイナスボタンまたはスクロール状のものでも良い。制御装置３５０は、運転者付近のいずれかの場所、例えばステアリングホイール、ギヤシフトレバー、または運転席の傍に配置されたレバーまたはジョイスティックでも良い。
【００１３】
上述したように、車両が交通渋滞の中または貨物駅周辺での運転などで、比較的低速かつ実質的に等速走行が望ましい運転条件がしばしば存在する。このような低速走行が必要となる方向としては、前進速度の選択が多い方が良いが、前進であっても逆進であっても良い。
【００１４】
このエンジン制御方法において、原動機３００から動力が供給される陸送トラックなどの大型車では典型的に、既定のアイドリング速度がプログラムされている。原動機は好ましくはディーゼルエンジンであるが、電動モータ、ガソリンエンジン、または上記の装置の２つ以上を組み合わせたハイブリッドエンジンなどを搭載した車両を推進するように設計されたその他の装置を含んでいても良い。標準的なトルク曲線に関して、当業者に明らかなように、このようなアイドリング速度において、エンジンは最大のトルク能力を発揮する。車両の可変特性が変化する道路条件と同様に走行抵抗に影響を及ぼす。（車両対環境の）各々のカテゴリにおいて、車両の走行抵抗に影響し得る幾つかの変数があるが、車両重量と地面の勾配とが、２つの主要な変数である。現在、これらの特性は両方とも、適宜の装備を搭載した車両では定量化することができるので、これらの変数は本発明により行われる計算とギヤ選択にとっての既知の入力となる。
【００１５】
運転者がアイドリング状態のエンジン速度から、速度を上げたいと望む典型的で例示的な状況は、渋滞している車両周囲の集団速度が上昇する場合である。このような状況を予測すると、運転者は、最初の反応としてアクセルペダル３３０を踏み（アクセルに足を乗せ）、加速させ、より高速の交通パターンまたはゾーンに適合しようとする。本発明では、車両を加速させるために運転者がアクセルペダルを踏む必要がない。本発明により、運転者は、制御装置３５０のプラス端部を押すだけで、より高段のギヤを手動選択できる。制御装置３５０を押し、車両がアイドリング走行状態になると、車両内の制御装置は（可能ならば）さらに高段の駆動ギヤの選択を開始し、車両が新たなより高速のアイドリング速度まで自動的に加速され、さらに高段のギヤが新たに結合され、車両が新たなアイドリング走行速度で走行を続けられるようになる。
【００１６】
図２は、第１のステップ２０において、制御ユニットが第１の車両アイドリング速度Ｓ１で車両を駆動させるよう制御している、本発明による好ましい実施形態を示す。これにより、運転者が車両内のアクセルペダル３３０もブレーキペダル３２０も踏むことなく、車両は前方に駆動される。ステップ２１において制御ユニットは、車両の運転者が前記制御装置３５０のプラス端部を押して手動ギヤを選択することによって、アップシフトが要求されているか否かを検知するようにプログラムされている。「ノー」である場合は、制御ユニットは図２のステップ１０に従って、現在のギヤ結合とアイドリング速度Ｓ１での駆動を継続する。「イエス」である場合、すなわち運転者が前記制御装置３５０を押すことでアイドリング速度を望んでいる場合は、制御ユニットは、エンジン３００からの出力トルクを高めるようにプログラムされており、これによって、将来結合されるその次に高段のギヤに対応して、車両速度がギヤボックス３７０内の回転速度に応じて新たな速度Ｓ２に加速されて、このギヤが結合した時のエンジンのアイドリング速度と実質的に同期するようになる。このことは、図２のステップ２２に示されており、運転者がアクセルペダルを踏むことにより手動で車両の加速を制御する場合と比較して、より高い速度Ｓ２への加速が極めて最適に制御することができる。加速の最適化は、燃料の節減に繋がる。新たな速度Ｓ２に達すると、制御ユニットはエンジン３００とギヤボックス３７０との間に配置されたクラッチ３６０を切るようにプログラムされている。クラッチ３６０はエンジントルクをエンジンからギヤボックス、およびこれに回転可能に固定された車両の被駆動車輪に伝達するためのものである。より高段のギヤが新たな結合すると、クラッチが切られ、駆動トルクが伝達されるので、新たな速度Ｓ２での運転が可能になる。ステップ２３において、新たなギヤが結合し、クラッチが再び入り、エンジンから出力されたトルクが制御されるので、新たな速度Ｓ２が維持される。
【００１７】
図３に、本発明の別の実施形態を示す。ステップ３０、３１および３３は図２の実施形態の対応するステップと同一である。ステップ３２において、制御ユニットは車両をエンジンにより加速するのではなく、クラッチを切り、現在結合しているギヤボックス内のギヤを切る。制御ユニットは、ギヤボックス内のより高段のギヤを新たに結合し、次いで再びクラッチを入れることにより車両を速度Ｓ２に加速する。エンジンのアイドリング速度と新たなギヤの回転速度との回転速度の差は、クラッチを入れることにより同期化される。クラッチ係合中のエンジン出力トルクの制御が最適化され、車両の現行の走行抵抗と整合されるので、エンジンは少なくともアイドリング走行状態の回転速度を維持する。従って、クラッチ係合の制御も車両の現行の走行抵抗と整合される。図３の実施形態によるクラッチ係合は、図２の実施形態によるクラッチ係合よりも比較的遅い、つまりより時間がかかる傾向がある。より遅く、または穏やかなクラッチ係合により、図３の実施形態では走行快適性が増す。
【００１８】
図４に、本発明の別の実施形態を示す。ステップ４０、４１および４３は図２の実施形態の対応するステップと同一である。ステップ４２で制御ユニットは、車両速度をＳ１とＳ２の中間で、目標速度Ｓ２により近い速度（より高段の新たなギヤでのアイドリング走行速度）に加速するために、エンジン３００からの出力トルクを先ず増大するようにプログラムされる。中間速度に達すると、制御ユニットはクラッチの遮断とギヤの離脱を開始する。次いで制御ユニットは新たなより高段のギヤを結合させ、クラッチを再び入れることによって車両を速度Ｓ２に加速する。従って、エンジンアイドリング速度と新たなより高段のギヤの回転速度との最後の回転速度の差はクラッチの再係合を経て同期化される。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態では、制御ユニットはさらに、車両が新たなより高いアイドリング走行速度で走行できるようになるか否かを先ずチェックするようにもプログラムされる。これは好ましくは、少なくとも現行の車両走行抵抗をチェックすることによって行われる。好ましい実施形態において、制御ユニットを、将来の車両の走行抵抗を予測するようにプログラムしても良い。これは、電子マップまたは異なる補間法と組み合わせたＧＰＳ駆動などの公知の技術によって可能である。制御ユニットをさらに、新たなより高段のギヤにアップシフトする前にエンジンの回転速度の上昇を最適化するため、現在の、または現在と将来の予測される車両走行抵抗を利用するようにもプログラムすることもできる。これは特に図２および図４に示す実施形態に適用できる。
【００２０】
別の好ましい実施形態は、変速機を複数のアップシフトで結合させる方法である。アップシフトさせるための制御装置３５０を押圧、または制御は幾つかの異なる方法で行うことができ、以下では２つの実施形態を記載する。制御装置３５０を継続して押すことにより、変速機に発されるアップシフト指令をトリガし、対応する車両加速を伴うアップシフトは、アイドリング走行が可能な最高段のギヤに変速機がアップシフトされる時点まで継続する。別の実施形態は、制御装置３５０がバンププレスされ、次いで離脱され、再度バンププレスされる実施形態である。これらの各々のバンププレス手順ごとに、変速機はアップシフトされ、車両はより高いアイドリング走行速度に加速される。この手順は、アイドリング走行が可能になる最高段のギヤに達するまで反復される。従って、制御装置３５０上のバンププレスは変速機の通常の自動化を遮断し、アップシフトを運転者による制御にするように効果的に作用する。これは車両がアイドリング走行モードで運転されている場合に可能である。
【００２１】
比較的低速のアイドリング走行の必要性が最終的になくなり、運転者が車両をより高速の走行速度に加速したくなることは当然よくあることである。それを行うには、アクセルペダル３３０を踏み込むが、通常の変速機のプログラミングでは、ペダルが踏み込まれる程度に応じてダウンシフトし、エンジン速度が高くなるほど大きなトルクが生成される。運転者の快適さや経済性などの特定の理由から、車両がアイドリング速度走行モードから脱する際にはこのようなダウンシフトが禁止され、アイドリング走行が行われた場合と同じギヤ結合が維持されることが望ましい。車両速度が回復すると、通常の駆動変速機制御方法が再開する。
【００２２】
アイドリング走行中に運転者が車両を停止または減速したい場合は、ブレーキペダル３２０を押すとアイドリング走行状態が終了する。車両速度が低下すると、通常の駆動変速機制御方法が再開する。
【００２３】
上記の方法では、コンピュータによる変速機制御によって、大型商用車のアイドリング速度走行がより簡便かつ効率的になり、さらに、アイドリング速度走行が一旦確立されると、走行速度を増分的に高め、通常の道路走行速度にスムーズかつ経済的に復帰できるように適合された、運転者にとって使い易い手順が実現する。
【００２４】
本発明は上記の実施形態に限定されるとみなされるべきではなく、むしろ、その他多くの変形形態および修正形態が、添付の特許請求の範囲の範疇にあるものと考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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