(57)【要約】   本発明は、最大許容エンジントルク出力レベルに関する、機械式自動変速機を備えた大型車両のエンジン制御装置（２５）と変速機制御装置（３０）の間の同期化を保証する方法及び配置に関する。エンジン制御装置は、全てのまたは所定の状況下で、プログラムされた既存の最大許容エンジントルク容量を前記変速機制御装置に自動的に伝達するようにプログラムされる。このようにして、前記車両の所望の性能に適切に作用するように２つの前記制御装置間に存在するプログラム一致に依存するプログラムルーチンを実行する際に、エンジンと変速機の間の同期性能が保証される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大許容エンジントルク出力レベルに関する、機械式自動変速機を備えた大型車両のエンジン制御装置（２５）と変速機制御装置（３０）の間の同期化を保証する方法であって、
プログラムされた既存の最大許容エンジントルク容量を前記変速機制御装置（３０）に自動的に伝達するように前記エンジン制御装置（２５）をプログラムすることによって、前記車両の所望の性能に適切に作用するように２つの前記制御装置（２５、３０）間に存在するプログラム一致に依存するプログラムルーチンを実行する際に、エンジンと変速機の間の同期性能を保証することからなる、方法。
【請求項２】
前記エンジン制御装置（２５）がエンジントルク制限に関する更新情報を受信した際に、この情報を前記変速機制御装置（３０）と共有するように、前記エンジン制御装置（２５）に専用通信ルーチンがプログラムされていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エンジン制御装置（２５）が課せられた前記トルク制限に関する更新情報を受信すると、次の車両始動時間にこれらの新しいトルク制限を前記変速機制御装置（３０）に伝達することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法を実行するためのプログラムコードからなる、コンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムはコンピュータ上で実行される、前記コンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項１に記載の方法を実行するためのコンピュータ可読媒体に記憶されたプログラムコードからなる、コンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラムはコンピュータ上で実行される、前記コンピュータプログラム製品。
【請求項６】
コンピュータの内部メモリに直接ロード可能で、請求項１に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムからなる、コンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品上のコンピュータプログラムはコンピュータ上で実行される、前記コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、変速機制御装置におけるギア選択およびギアシフト方法に適応させるための、エンジン制御装置と変速機制御装置の間の最大エンジントルクレベルの同期化に関する。
【０００２】
本発明はまた、上記の同期化方法を実行するためのコンピュータで利用されるコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
陸上トラックおよびバス等の大型商用車は、予めプログラムされたルーチンに基づいた機械式自動変速機（ＡＭＴ）を利用することで知られている。これらの変速機は、一般的に、プログラムされたルーチンに基づいて均一な特性を提供するように構成されている。エンジンも同様に、長年にわたって電子制御によって制御されている。しかしながら、エンジン制御装置と変速機制御装置との間で、特定の情報の伝達が今まで欠如していた。従って、エンジン制御装置が保存されたある基準を有しているのに対して、変速機が保存された別の基準を有していることによって、性能の矛盾が生じる。
【０００４】
通常は共有されていない情報の具体的な例は、エンジントルクレベル制限の変更である。エンジンは大抵２０００Ｎｍ程度のトルクを発生させることができ、変速機は約１９：１のギア比を持つことができる。このため、同じ係数によって車両の動力伝達装置に供給されるトルクを増大させる機能がもたらされる。動力伝達装置のリアアクスルおよびその他の構成要素は、多くの場合、３８０００Ｎｍ程度かそれ以上になり得るような高トルクレベルに耐えることができない。
【０００５】
動力伝達装置における過度のトルクレベルを防ぐために、特定の一組のギアに対する最大許容トルクリミットを用いてエンジンをプログラムすることができる。この設定により、エンジンが動力伝達装置に過剰のトルクを送るのを防ぐ。あるエンジントルクレベルが標準である一方で、所定の一連のギアに対して最大処理トルクが動力伝達装置に供給されるように、複数のトルクレベル設定を確立することができる。これらの様々な最大トルク設定は、通常、動力伝達装置の最弱部材が耐えることのできるトルク量に基づいており、すなわちこれは「最弱リンク説」である。リアアクスルが最弱部材である場合、エンジンが発生させるトルクはリアアクスルが耐えることのできる量に制限することができる。従って、変速機の個々のギア比に関して所望の最大エンジントルクを決定することができる。
【０００６】
係合時に、各ギアに対して最大エンジントルクを達成することは、面倒かつ複雑な仕事になる。そのため、従来から最大エンジントルクリミットをギア比群に対して確立することによって、最大エンジントルクの「帯域」を形成し、各帯域が多くの連続ギアに適用される。例えば、三組の最大エンジントルク帯域を設けることができる。これらの帯域を、低ギア比、中間ギア比、および高ギア比に関連付けることができる。従って、任意の特定時間の最大エンジントルクは、現在係合しているギアが属するギア比群（低、中間または高）によって決まる。これらの設定は、一般的に、製造時に変速機制御装置およびエンジンに組み込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、将来的にエンジンをアップグレードまたはダウングレードする状況では、適切なトルクレベルに関する情報はエンジン制御装置に伝達されるだけで、多くの場合、変速機制御装置には伝達されない。代表的な例では、大型トラックは、エンジンの性能に保守的な制限が課せられていたフリート使用の後に再販される。しかしながら、所有者が新しくなると、より高い性能が要求されるので、エンジン制御装置は、変速機へのより大きなトルク出力にも変換されるより大きなパワー出力が可能なように再プログラムされる。その結果、各々の「ギア帯域」に関してトルク出力が増大したが、変更に対応して更新されていない変速機制御装置は元のトルクレベルを要求し、それに応じて作動する。このため、２つの制御装置（エンジンおよび変速機）が今では、そうとは「知らず」に異なってプログラムされた２つの基準に基づいて機能するので、結果として性能が矛盾することになる。従って、エンジン制御装置から変速機制御装置への特定の一組のギアに対する許容トルクリミットに関する更新情報を共有し、それによってエンジン制御装置によって適用されている基準と変速機制御装置によって適用されている基準の同期化を保証することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
少なくとも一実施形態において、本発明は、最大許容エンジントルク出力レベルに関する大型車両のエンジン制御装置と変速機制御装置の間の同期化を保証する方法の形態をとる。好適な実施形態では、車両は機械式自動変速機を備えている。同期化を保証するために、エンジン制御装置は、全てまたは所定の状況下で、プログラムされた既存の最大許容エンジントルク容量を変速機制御装置に自動的に伝達するようにプログラムされる。このようにして、車両の所望の性能に適切に作用するようにエンジン制御装置と変速機制御装置の２つの間に存在するプログラム一致に依存するプログラムルーチンを実行する際に、エンジンと変速機の間の同期性能が保証される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付図面において、本明細書に開示する発明の態様を様々に図示する。図示の実施形態は単なる例示であって、保護を制限するものではないことを理解されたい。しかしながら、図面は明細書の開示部分を構成することによって、特許可能な発明に寄与するとともに、その発明を裏付けるものである。
【００１０】
【図１】内燃機関エンジン、機械式自動変速機および排出制御装置を備えた車両の概略図である。
【図２】選択されたギア帯域に基づいてエンジンに課せられた様々なトルク制限レベルを示す図である。
【図３】選択されたギア帯域に基づいてエンジンに課せられた同様のトルク制限付与の異なる構成を示す代替図である。
【図４】コンピュータ装置に適用された本発明を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、特定の範囲のギア比に対してエンジンが発生させる最大許容トルクに関する情報をエンジン制御装置と変速機制御装置の間で効率的かつ十分に伝達するための方法および装置を提示する。動力伝達装置に伝達されるトルク量は変速機に現在係合しているギア比によって増大し得るので、動力伝達装置で見られるトルクが許容限度を超えないことが保証されるよう、最大許容エンジントルクを制限しなければならない。
【００１２】
少なくとも一実施形態において図１に概略的に示すように、本発明は、内燃機関エンジン１５によって動力を供給されるトラック等の大型車両１０の形態をとる。内燃機関エンジン１５は、クラッチ１８を介して変速機２０に連結される。好ましくは、このクラッチ１８は、変速機２０の係合および解除を制御するように自動化することのできる摩擦クラッチ１８である。変速機２０は、ドライブシャフト８０、ディファレンシャルギア８５、およびリアアクスル８７によって車両１０の駆動輪９０に接続される。
【００１３】
エンジン制御装置２５はエンジン１５を制御するようになっており、変速機２０を制御するようになっている変速機制御装置３０と通信を行っている。典型的に、制御装置間の通信は既存のデータバス２８（一般的にＣＡＮバスと呼ばれる）を通して行われる。本明細書の説明は特定の制御装置を参照しているが、様々な制御命令を１つまたは他の制御装置で実行してもよい。さらにまた、エンジン制御装置２５と変速機制御装置３０を単一の制御装置に合体させることも可能である。追加的に、エンジン制御装置２５と、変速機制御装置３０の代わりにそれらの間で通信を行うギアシフト制御装置およびギア選択制御装置などの複数の制御装置からなる変速機制御装置３０とを具備することもさらに可能である。
【００１４】
エンジン制御装置２５だけでなく変速機制御装置３０にも運転者が指示することができるように、アクセルペダル３２およびギアセレクタ３４がさらに設けられている。ギアセレクタ３４は、好ましくは、手動シフト、自動シフト、ローギア、およびバックギアの位置を有する。その他のギア選択も本開示の範囲内だと考えられるが、可能なギア選択の例として上記のものを挙げる。
【００１５】
エンジン１５が所定量のトルクを発生させると、変速機２０はエンジン１５が発生させたトルク量を増大させる。上述したように、機械式自動変速機２０のローギアは、エンジン１５が１９回転する毎に変速機の出力軸が１回転だけするような約１９：１程度の比率を生成することができる。出力軸の回転する速度が減少する一方で、出力軸から得られるトルク出力はおおよそ同じ係数によって増倍される、すなわち１９倍される。この際、典型的な内燃機関エンジン１５は約２，０００Ｎｍのトルクを発生させることができる。従って、変速機２０の出力軸で得られるトルクは、エンジン１５がその最大出力レベルに達することができれば、３８，０００Ｎｍになるであろう。動力伝達装置の大部分の構成要素は、この高さのトルクレベルだと定格されていない。例えば、リアアクスル８７は９５００Ｎｍにしか定格されないであろう。従って、エンジン１５が発生させるトルクは、５００Ｎｍ（９５００÷１９＝５００）に制限しなければならない。これはほんの一例として提供されるものであり、当業者は同様の制限の計算および適用方法がわかるであろう。
【００１６】
さらにまた、アクスル構成要素の定格は、長時間荷重モードに比べて短時間荷重モードの際に高くなる。従って、車両１０が停止状態から始動する時などに急速にギアを変えると、アクスル８７に対する許容トルク荷重は１４，０００Ｎｍになる。車両が低速ギアによって急速に移動している場合、動力伝達装置のリアアクスル８７またはその他の構成要素に伝達されているトルクレベルは、特定のギアに係合して運転している時などの長時間の間に構成要素が荷重を受ける場合よりも高くなり得る。本明細書で提示する解決策は、概して、エンジン１５によって供給されているトルクが長時間にわたる場合の制限に焦点を合わせている。しかしながら、要求される場合、動力伝達装置の構成要素のその他のトルク定格に同様の制限を適用することもできる。
【００１７】
図２は、好ましくはディーゼルエンジンである内燃機関エンジン１５に関する一連の代表的なトルク対エンジン速度曲線を示す。上方の線１０５は、エンジン１５が発生させることのできる最大トルクを表す。従って、エンジン１５が適切に燃料供給されている場合、この量を超えることはない。本例のエンジン１５が発生させるトルクＬ３のレベルは２，０００Ｎｍであるが、特定のエンジン１５に応じてその他のトルクレベルもあり得る。しかしながら、動力伝達装置がある所定リミット以上のトルクを受けることができない場合、それらの特定要素が受けるトルクがリミットを超えるのを防ぐように、エンジン１５に制限を課さなければならない。
【００１８】
エンジン１５からの動力の適切な使用を可能にするために、最大許容トルクの帯域を上述のように確立することができる。例えば、１２個のギアを備えた変速機２０は次の通りの３つの帯域に分けられる。第１帯域は、一般的に低速ギアとしてのギア１、２および３である。これらのギアの比率は、それぞれ１９．０、１４．０および１１．５となる。同様に、中速ギアの第２帯域は、それぞれ９．０、７．０および５．５のギア比を有するギア４、５および６である。最後に、高速ギアは最大エンジントルクレベルで動作することが可能であり、これらのギアは約５．００未満のギア比を有する。上記のギア比を例として用いると、第１帯域はエンジン１５を最大５００Ｎｍの出力に制限する要求を課すことになる。
【００１９】
前述したように、エンジン１５からの最大許容トルクは図２にＬ３で示される。アクスル８７が最大トルク以上に定格される場合、エンジン１５は変速比によって増倍されたトルクを発生させることができ、エンジン１５が発生させた最大トルクを利用することができる。上述の第１帯域は低速ギアで利用される。これらのギアでは大きなトルクが要求されるが、エンジン１５が発生させるトルク量については、変速機２０によって適用される増倍率のおかげでそれほど大きくする必要はない。従って、エンジン１５が発生させるトルク量を、エンジン１５が発生させるＬ１で表す最大トルクの線１１５に従って制限しなければならない。同様に、中速ギアは、エンジン１５が発生させるトルクが、Ｌ２で示すとともに線１１０で表すレベルを超えないことが要求される。用途に応じて、特定のギアに対するトルクを最大化する必要性が高まるため、上記のトルクレベルを変更してもよい。一部の実施形態では、ギア毎に特化したトルク曲線を確立することができる。特化した帯域の数は用途によって決められ、要求に応じてエンジン制御装置２５にプログラムすることができる。
【００２０】
別の実施形態では、エンジン１５を、低いトルクリミットに関する減少曲線に基づいて、図３に示すような代替トルク曲線を生じるようにプログラムすることができる。最大エンジントルク曲線１２５は図２に示すものと同様であり、エンジンが発生させる最大トルクをＬ６で表す。図２に示すトルクリミットと同様に、低速ギアに対する最大トルクリミットを、Ｌ４の最大トルクの線１３５で表す。同様に、中速ギアトルク制限を、Ｌ５の最大トルクの線１３０で説明する。しかしながら、図３のトルク制限は、図２に記載の最大トルク制限に比べて最大エンジントルク線からオフセットしている。従って、中速ギアおよび低速ギアに関して図３のエンジンが発生させるトルクは、エンジンが発生させることのできるトルクよりも常に小さい。図２によるトルク制限は、トルクが所定の最大リミットに達するまでは標準のエンジントルク曲線１０５に従う。これは、エンジンが発生させるトルクにトルク上限があるものとして説明することもできる。図２および図３に提示するこれらのトルク制限は、エンジンに課すことのできる可能な制限の例として挙げられるものであり、当業者にはトルク制限のその他の実施方法がわかるであろう。
【００２１】
機械式自動変速機制御装置３０は、エンジン１５が発生させるトルクなど、車両１０の動作条件に基づいて特定のギア比を選択することができる。ギアシフトを行う場合、変速機制御装置３０は、特定のギアシフトに対する所望の燃料供給をエンジン１５に伝達する。しかしながら、エンジン制御装置２５によってエンジン１５に課せられるトルク制限は、変速機制御装置３０が係合すべき適切なギアを正確に選択するのを妨げることがある。変速機制御装置３０がトルク制限によってエンジン１５に課せられた制限を知っていれば、適切なギアを選択して、車両１０の駆動輪９０に適切な量のトルクを供給することができる。
【００２２】
正規メーカーによって組み込まれる場合、通常、変速機制御装置３０およびエンジン制御装置２５は帯域毎に同じ最大エンジントルクリミットを用いてプログラムされる。しかしながら、上述のようにエンジントルク機能を、例えば所有権の変更時などのエンジン制御装置２５の再プログラムによって調整してもよい。
【００２３】
異なるエンジン性能特性に作用するようにエンジンのプログラムを変更する場合、エンジン１５からのトルク出力も一般的に変更される。しかしながら、変速機制御装置３０は変速機制御装置３０に予め記憶された値に従っており、エンジン１５の変更および燃料要求を「認識していない」ことになる。このため、エンジン１５が、システムが処理するように設計されている以上のトルクを供給したり、十分なトルクを供給しなかったりする状況になる可能性がある。
【００２４】
例えば、大型車両１０が坂道を登っている時は、高トルク値で低速ギアを利用する。ある状況では、トルク制限に従ってエンジン１５に課せられた制限のために、変速機２０のアップシフトを開始することができない。変速機２０がトルク制限を認識していない場合、トルク制限はエンジン１５が発生させることのできる最大トルクだとみなされる。低速ギアに関する上記の例を用いると、変速機２０がそれまでギア２に係合していて、アップシフトを開始した場合、エンジン１５が最大トルク容量である時の駆動輪９０の許容トルクは７，０００Ｎｍから５，７５０Ｎｍへ下がることになる。駆動輪９０で要求されるトルクが６，０００Ｎｍだと仮定すると、アップシフトは坂道を登る際に問題を引き起こす。トルク制限がない場合、２３，０００Ｎｍが駆動輪９０で得られるので、アップシフトの実施が問題を引き起こすことはない。従って、新たにプログラムされたエンジントルク制限を「知らない限り」、変速機制御装置３０は間違ったギア選択を行うであろう。変速機制御装置３０が新しいトルク制限に関する情報を用いて再プログラムされている場合、変速機２０はアップシフトを行うことなくギア２にとどまることになる。
【００２５】
また図１を参照すると、変速機制御装置３０とエンジン制御器２５の間に示す通信リンク２８を用いて、２つの制御装置２５、３０間で双方向的にデータを転送することができる。このデータバス２８は、大型車両１０のＣＡＮバスまたは２つの制御装置２５、３０間の専用通信リンクにすることができる。本発明の好適な実施形態では、エンジン制御装置２５がエンジントルク制限に関する更新情報を受信した時に、この情報を変速機制御装置３０と共有するように、専用通信ルーチンがエンジン制御装置２５にプログラムされている。あるいは、新しいトルク制限をエンジン制御装置２５に転送するためにデータバス２８上のポートを用いることによって、同時にこの情報を変速機制御装置３０に提供することができる。
【００２６】
さらに、エンジン制御装置２５が課せられたトルク制限に関する更新情報を受信すると、次の車両始動時間にこれらの新しいトルク制限を変速機制御装置３０に伝達することができる。従って、トルク制限が最終始動から変更されていれば、始動時にトルク制限に関する情報を変速機制御装置３０に転送することができる。あるいは、エンジン制御装置２５が更新情報を受信した際に、この情報を変速機制御装置３０に転送するように、エンジン制御装置２５をプログラムすることができる。
【００２７】
上述の通信ルーチンを実行して、より効率的に仕事を達成するために変速機制御装置３０が持っていると役立つ他のデータに関する情報を、エンジン制御装置２５と変速機制御装置３０の間で共有することができる。エンジン１５から得られる応答時間または馬力を向上させる新たな噴射器を具備するようにエンジン１５をアップグレードすることが、一例である。エンジン１５の応答時間が速くなるほど、変速機制御装置３０はこの情報を用いてシフトもより速い行うことができる。同様に、エンジン１５がターボチャージャを備えていれば、エンジン特性を変更することができる。変速機制御装置３０がこの変更を知っていれば、この更新情報を考慮してギアシフトおよびギア選択ルーチンを適応させることができる。後処理システムを追加またはアップグレードすると、変速機制御装置３０は後処理システム用の特別ルーチンを利用することができる。これらを例として挙げたが、当業者は本システムにそのように組み込むことのできるさらなるシステムを想起可能であろうし、変更に関する情報が変速機制御ルーチンによって要求されるであろう。
【００２８】
概して、エンジン１５に関連する特定機能または部品のアップグレード／変更に関して上述したが、通信ルーチンを最初の製造状態でも同等に適用することができる。このためメーカーは、情報が常にエンジン制御装置２５および変速機制御装置３０によって適切に共有されることを保証できるようになる。同様に、まず変速機制御装置３０が受信した情報は、同様のルーチンを用いてエンジン制御装置２５に伝達することができる。
【００２９】
図４は本発明の一実施形態に従った装置５００を示しており、不揮発性メモリ５２０と、処理装置５１０と、リード／ライトメモリ５６０とからなっている。メモリ５２０は、装置５００を制御するためのコンピュータプログラムが格納される第１メモリ部５３０を有する。装置５００を制御するためのメモリ部５３０内のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムであり得る。
【００３０】
装置５００は、例えば、制御装置２５または３０等の制御装置に入れることができる。データ処理装置５１０は、例えばマイクロコンピュータであってよい。
【００３１】
メモリ５２０は、本発明に従ってエンジン制御装置と変速機制御装置の間の同期化を保証するためのプログラムが格納される第２メモリ部５４０も有する。代替的実施形態では、エンジン制御装置と変速機制御装置の間の同期化を保証するためのプログラムは、例えば、ＣＤまたは交換可能な半導体メモリ等の別個の不揮発性データ記憶媒体５５０に格納される。実行形式または圧縮状態でプログラムを格納することができる。
【００３２】
データ処理装置５１０が特定機能を実行するような場合、データ処理装置５１０が、メモリ５４０に格納されたプログラムの特定部分または不揮発性記憶媒体５５０に格納されたプログラムの特定部分を実行することを明確にしなければならない。
【００３３】
データ処理装置５１０は、データバス５１４を介してメモリ５５０と通信するように調整される。データ処理装置５１０はまた、データバス５１２を介してメモリ５２０と通信するように調整される。さらに、データ処理装置５１０は、データバス５１１を介してメモリ５６０と通信するように調整される。データ処理装置５１０はまた、データバス５１５を用いてデータポート５９０と通信するように調整される。
【００３４】
本発明に係る方法の実行は、データ処理装置５１０によって、すなわちメモリ５４０に格納されたプログラムまたは不揮発性記憶媒体５５０に格納されたプログラムを実行するデータ処理装置５１０によって可能である。
【００３５】
本発明の実施形態は、上述のものに限定してみなされるべきではなく、むしろ多くのさらなる変形例および修正形態が添付の特許請求の範囲の範疇において考えられる。
【図１】
2010503577.tif 000003
【図２】
2010503577.tif 000004
【図３】
2010503577.tif 000005
【図４】
2010503577.tif 000006
【国際調査報告】
2010503577.tif 000007
2010503577.tif 000008
2010503577.tif 000009