JP2007506912A - 適応切換制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明の変速機は、同じ二つのギヤ比の間で切り換えるための、少なくとも二つの異なるシフトモードを有している。制御装置は、電子的に、種々の自動車状態を検出し、当該情報に基づいて、特定の運転状況に適合した適切なシフトモードを選択する。この変速機は、その選択に基づいて、一方のギヤ比から他方のギヤへと切り換える。

Description

本発明は、乗物の変速機の切換方法に関する。

乗物の変速機は、乗物のエンジンと駆動車輪との間のギヤ比が、乗物の速度が上昇したり下降する時に切り換わることを許容する。変速機は、マニュアルでも、自動でも、自動（化）マニュアルでもよい。マニュアル変速機は、変速機において利用可能なギヤ比の変更を乗物の操作者が手動で制御することを許容する。自動変速機は、ギヤ比を自動的に変更する。自動マニュアル変速機は、乗物の操作者にギヤ比の変更に関する幾らかの制限された制御を提供すると共に、乗物の操作者がギヤ比を変更しないことを選択する場合にギヤ比の変更を制御するものである。

自動変速機及び自動マニュアル変速機にとって、あるギヤ比から別のギヤ比への切り換えの速度は一定である。しかしあんがら、一定の切換速度は、望ましくない。実際に、ギヤ比切り換えの必要は、運転状態毎に様々に異なる。例えば、クルーズ制御モードの乗物は、ギヤ間の切り換えをほとんど必要としない。他方、丘を登る乗物は、速くて応答性の高い切り換えを要求する。しかし、現存する自動変速機及び自動マニュアル変速機では、切換速度は両方の状態で同じである。マニュアル変速機では、切換速度は乗物の操作者によって指示される。一方、自動変速機及び自動マニュアル変速機では、切換速度は典型的には予め設定されている。

従って、エンジン駆動の乗物にとって、特定の運転状況に適応するために、自動変速機の利便性を提供して切換速度の変更を許容するという必要性が存在する。

現存する乗物の変速機に対して、本発明による変速機システムは、各ギヤ比のために、少なくとも２つの異なる動作モードを有している。あるモードでは、変速機は、あるギヤ比から他のギヤ比へと、別のモード時とは異なる速度で、切り替わる。乗物のデータに基づいて、変速機システムは電子的に評価を行って、特定の運転状況に対して適切な変速機の動作モードを選択する。

第１シフトモードは、第１ギヤ比から第２ギヤ比へ、第２シフトモード時よりも速く変速機が切り替わることを許容し得る。さらに、変速機システムは、特定の運転状況に対して好適な付加的なシフトモードを有し得る。例えば、パーキングロット運転、町中運転、高速道路運転、丘陵運転、及び、追越運転のためのシフトモードである。これらのモードの各々が、変速機のための異なるシフト特性を生成する。

あるシフトモードは、別のシフトモードよりも速く、エンジンが所定のエンジントルクに到達することを許容し得る。あるシフトモードは、別のシフトモードよりも速く、エンジンブレーキをもたらし得る。また、あるシフトモードは、別のシフトモードと比較して、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間での選択を行う変速機アクチュエータの反応性のレベルが高い。また、異なるモードは、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間で変速機が切り替わるエンジン速度の異なる範囲を含み得る。複数のシフトモードは、また、異なるクラッチ形態及びエンジン形態を呈し得る。

本発明の変速機システムは、乗物システム及びサブシステムと連絡を取って、様々な乗物センサからデータを受領し得る。これらのシステム及びサブシステムから受領されるデータは、ランク（等級）付けされ、順序付けられ、割り当てられた当該ランク（等級）に基づいて電子的に評価され得る。このデータから、本発明の変速機システムは、乗物の運転状況に基づいてどのモード（パーキングロットモード、町中運転モード、丘陵運転モード、追越モード、または、高速道路運転モード）が選択されるべきであるか、決定することができる。

このように、本発明の変速機システムは、乗物によって遭遇される運転状況を自動的に決定する。決定がなされると、変速機システムは、当該運転状況にとって好適な変速機動作モードを選択する。この時、乗物の変速機は最適化され、特定の動作モードで機能するように調整される。

本発明の様々な特徴及び利点が、好適な実施の形態についての以下の詳細な説明から当業者に明らかである。添付の図面が簡単に説明される。

図１は、本発明の変速機システムの概略図であり、操作の様々な運転モードを有する自動マニュアル変速機を含んでいる。図２は、本発明の変速機システムにより評価され得る、様々な乗物状態を示している。図３は、乗物状態と関連する運転モードを示している。図４は、各モードに適応すべく作成され得る変速機システム調整（票）を示している。

図１は、本発明の変速機システム１０を示している。本実施の形態では、変速機システム１０は、多数の異なるギヤ比を有する自動マニュアル変速機１４を備えている。公知のように、自動マニュアル変速機１４は、乗物のエンジン４６と駆動車輪との間のギヤ比を、クラッチ４７を介して変更する。自動マニュアル変速機１４は、第１ギヤ比２６と、第２ギヤ比３０と、第３ギヤ比３２と、第４ギヤ比３３と、第５ギヤ比３５と、を有している。これらギヤ比の各々が、エンジン４６と乗物の駆動車輪との間の異なるギヤ比である。自動マニュアル変速機１４は、あるギヤ比から他のギヤ比への選択と切換を許容する。ここで、マニュアル変速機のように、あるギヤ比から他のギヤ比への切り換えの時点（ポイント）は、運転者によって制御されてもよい。運転者が切り換えないことを選択する場合に、切り換えは自動的に行われる。

現存するシステムでは、あるギヤ比から他のギヤ比への切り換え、例えば第１ギヤ比２６から第２ギヤ比３０への切り換え、の速度は一定である。これは、自動マニュアル変速機１４が、同じエンジン速度で、同じエンジンブレーキレベルで、切り換えのためのエンジン速度について同じ範囲で、第１ギヤ比から第２ギヤ比へ切り換わることを意味する。自動マニュアル変速機１４のこれらの特徴は、典型的には、製造者によって予め設定される。いかなる運転状況のためにも、ギヤ比間の切換速度は一定である。ある特定の運転状況は、より速い切り換え、あるいはより遅い切り換え、を要求し得るのに、である。例えば、パーキングロットでは、乗物の操作者は、ほとんど切り換えを行わない傾向にある。従って、乗物のより快適な乗り心地を提供するために、切り換えをより遅くすることが好ましい。一方、丘の上では、速い切り換えが要求される。従って、乗物は、他の状況と比較して、より速いギヤ比間の切り換えを要求する。

この懸念に対処するために、本発明の変速機システム１０は、変速機操作の異なるモードを有している。より多いまたはより少ないモード数でもよいのだが、本発明の変速機システム１０は、パーキングロットモード１８、町中運転モード２２、高速道路モード２４、丘陵登坂モード２５、及び、追越モード２７、を有している。これらのモードの各々は、自動マニュアル変速機を異なる形態として、各モード毎に異なる切り換え（シフト）特性を提供する。例えば、パーキングロットモード１８は、丘陵登坂モード２５と比較してより遅い速度で、第１ギヤ比２６から第２ギヤ比３０へ切り換える。すなわち、丘陵登坂モード２５は、第１所定速度で、第１ギヤ比２６から第２ギヤ比３０への切り換えを許容する一方、パーキングロットモード１８は、第２所定速度で、第１ギヤ比２６から第２ギヤ比３０への切り換えを許容し、第１所定速度は第２所定速度よりも速い。各モードは、同じギヤ比間で、それ自身の切り換えの速度を有し得る。ある速度が、他よりも速いというように。ある第３モードは、第２所定速度よりも遅い第３所定速度を有し得るし、ある第４モードは、第３所定速度よりも遅い第４所定速度を有し得る。

さらに、乗物の操作者の便利のため、本発明の変速機１０は、センサ３８から受領するデータに応じて特定のモードを選択する制御装置４２を有している。センサ３８は、様々な乗物の状態４０についての情報を計測して伝送する。制御装置４２は、運転状況を決定するために、すなわち、運転状況がパーキングロット状況であるか、町中運転状況であるか、高速道路状況であるか、丘陵状況であるか、追越状況であるか、を決定するために、当該情報を用いる。そして、制御装置４２は、当該運転状況に対応する適切な変速機動作モードを選択する。

図２に示されるように、制御装置４２は、センサ３８からの様々なデータ入力を受領する。このデータは、スロットル位置、スロットル加速度、乗物速度、及び、乗物加速度、に関する情報、及び／または、他の同様の乗物運転データ、を含む。また、制御装置４２は、乗物が回転中であるのか回転中でないのか、そして、クルーズ制御が作動中であるか否か、についての情報を受領する。また、制御装置４２は、乗物の操作者によって望まれるエンジン速度を決定する能力、及び、エンジンが暖かいか冷たいかを決定する能力、を有している。更に、制御装置４２は、運転抵抗及び運転抵抗の変化についての情報を受領するように構成されている。運転抵抗は、風抵抗、重力、または、乗物の運動を抑制する他の同様の力、によって影響される。他の関連する情報は、乗物の重量と、変速機によって達成され得るギヤ比の段数と、を含んでいる。最後に、制御装置４２は、乗物の運転者の特定の運転癖に関するデータを集めて記憶することができ、この習得された運転様式と共に、特定の変速機動作モードを選択することができる。ある運転パラメータの下では、これらの乗物状況は、矛盾する情報やオーバーラップを呈することがある。この問題に対処するために、制御装置４２は、乗物状況の各々に等級（ランク）値を割り当てることによってデータの重要性をランク付けして、これらの値を重み付けして、当該ランク付けに基づいて適切な変速機動作モードを選択することができる。

図３は、図１の運転モードと関連する図２の乗物状況の幾つかのチャートを示している。図示されているように、センサ３８により検出されて制御装置４２に供給される特定の運転状況は、検証されて、特定の変速機動作モードと関連付けられる。パーキングロットモードは、実際には、２つの異なるモードを有し得る。パーキングロット内の直線運転のモードと、回転のモードである。パーキングロット（通常）モードは、低いスロットル位置、低い乗物速度、低い加速度、及び、回転の欠如、によって特徴付けられ得る。これらの状況が制御装置４２によって読まれる時、制御装置４２は、自動変速機１４がパーキングロットモード１８で作動すべきであることを決定する。

パーキングロット回転モードは、中間のスロットル位置、低い乗物速度、低い乗物加速度、及び、乗物が実際に回転しているというデータ、によって特徴付けられ得る。これらの入力は、パーキングロットモード１８が更に調整され改良されることを許容する。これにより、自動マニュアル変速機１４は、この特定の運転類型に適合（チューン）され得る。町中運転、高速道路運転、丘陵運転及び追越運転も、それら自身の乗物状況のセットにより各々特徴付けられる変速機動作モードを備え得る。動作モードの数は、より多くても、より少なくてもよい。当業者は、特定の乗物状況を、特定の変速機モードに割り当てることができる。

制御装置４２は、乗物状況から特定の変速機動作モードを決定し、各運転モードに適合するように変速機システム１０を調整するための出力信号を生成する。図３は、各運転モードの切換速度の範囲、最も遅い切換速度である５から最も速い切換速度である０まで、を示している。バスへの応用では、パーキングロットにバスがいることを制御装置４２が検出される乗物状況に基づいて決定する場合、制御装置４２は自動マニュアル変速機１４のために最も遅い切換速度を選択する。一方、バスが追越モードにあることを決定する場合、すなわち、スロットル位置が１００％開放であり、乗物速度が高く、乗物加速度が低く、運転抵抗が高く、エンジン状況は暖かい場合、制御装置４２は自動マニュアル変速機１４のために速い切換速度を選択する。図３に示されるように、各運転モードは、特定の切換速度と関連付けられている。また、図示されるように、バスとトラックとでは、各運転モードに関連付けられる切換速度のセットが異なり得る。この違いは、バスの方が、トラックと比較して、効率よりも運転の快適性を優先させる必要があることの結果である。従って、トラックにおいては、本発明の変速機システム１０は、バスよりも速い切換速度が一般に採用され得る。

特定の変速機動作モードの選択から、制御装置４２は、自動マニュアル変速機１４の切換速度の変化をもたらし得る。本発明の変速機システム１０は、切り換えが生じ得るエンジントルク範囲を変える。このトルク範囲は、典型的には、予め設定される。また、ある状況下では、制御装置４２は、より速いあるいはより遅い切り換えを促進するために、エンジンブレーキをも変える。より大きなエンジンブレーキは、乗り心地の快適性を犠牲にして、より速い切り換えを許容する。変速機アクチュエータも、自動マニュアル変速機がより速くあるいはより遅く各ギヤ比を選択するというように、調整され得る。切り換えが生じ得るエンジン速度の誤差範囲も、調整され得る。より広い誤差範囲はより速い切り換えを許容し、狭い誤差範囲はより円滑でより遅い切り換えを促進する。

最後に、クラッチ４８とエンジン４２との両方が、特定の運転モードの類型に適合するために、異なった形態（構成）とされ得る。このような形態（構成）の変更は、クラッチ４８またはエンジン４２に対するハードウェア上の、ソフトウェア上の、及び／または、機械的な変更を含み得る。当業者は、特定の運転モードの類型を実現するためになされるべき変更の類型について、認識することができる。

本発明の変速機システム１０は、従って、より様々な自動マニュアル変速機１４の動作モードを許容する。センサ３８から受領される検出された乗物状況データに基づいて、制御装置４２は、乗物がバスであれ、自動車であれ、トラックであれ、それが遭遇する特定の運転モードを決定する。この情報から、制御装置４２は、特定の運転モードを選択して、本発明の変速機システム１０への変更を実施し、その切換特性を変更して、あるギヤ比から他のギヤ比への切換速度を当該特定の運転状況に応じてより遅くあるいはより速くする。

前述の説明は、説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明の多くの修正や変形が、上述の教示の下で可能である。本発明の好適な実施の形態が開示されているが、当業者は、本発明の範囲内で修正がなされることを認識する。従って、添付の請求の範囲により規定される範囲内で、具体的に説明されたものとは異なった態様で、本発明は実施され得る。請求の範囲こそが、本発明の範囲及び内容を決定するものである。

本発明の変速機システムの概略図。 本発明の変速機システムにより評価され得る、様々な乗物状態を示す図。 乗物状態と関連する運転モードを示す図。 各モードに適応すべく作成され得る変速機システム調整（票）を示す図。

Claims (20)

1. （ａ）各々が変速機の第１ギヤ比から第２ギヤ比への移動を許容するものである、少なくとも第１シフトモード及び第２シフトモードを実施する工程と、
   （ｂ）少なくとも一つの乗物状態を電子的に検出する工程と、
   （ｃ）検出された前記少なくとも一つの乗物状態を電子的に評価する工程と、
   （ｄ）工程（ｃ）の評価に基づいて、少なくとも第１シフトモードと第２シフトモードとから適切なシフトモードを電子的に特定する工程と、
   （ｅ）工程（ｄ）で特定されたシフトモードにおいて、第１ギヤ比から第２ギヤ比へと切り替える工程と、
   を備えたことを特徴とする、乗物の変速機の切換方法。
2. 工程（ｅ）の間、第１シフトモードは、第１所定速度で、第１ギヤ比から第２ギヤ比への切り換えを許容し、第２シフトモードは、第１所定速度よりも小さい第２所定速度で、同一の第１ギヤ比から同一の第２ギヤ比への切り換えを許容する
   ことを特徴とする請求項１に記載の切換方法。
3. 前記少なくとも第１シフトモード及び第２シフトモードは、更に、第３シフトモード及び第４シフトモードを含んでおり、
   第３シフトモードは、第３所定速度で、同一の第１ギヤ比から同一の第２ギヤ比へと変速機を切り換え、
   第４シフトモードは、第４所定速度で、同一の第１ギヤ比から同一の第２ギヤ比へと変速機を切り換え、
   第３所定速度は、第２所定速度よりも小さく、
   第４所定速度は、第３所定速度よりも小さい
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
4. 第１シフトモードは、第２シフトモードよりも速く、所定のエンジントルクの到達を許容する
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
5. 第１シフトモードは、第２シフトモードよりも速く、エンジンブレーキをもたらす
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
6. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間での選択を行う変速機アクチュエータの反応性のレベルが高い
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
7. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間で変速機が切り換わる際のエンジン速度について、より広い範囲を示す
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
8. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、変速機と関連するクラッチのために異なるクラッチ形態を呈している
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
9. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、変速機と関連するエンジンのために異なるエンジン形態を呈している
   ことを特徴とする請求項２に記載の切換方法。
10. 前記少なくとも一つの乗物状態は、複数の乗物状態を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１に記載の切換方法。
11. 各乗物状態に等級（ランキング）値を割り当てる工程と、
    前記適切なシフトモードを特定するために、前記等級値を評価する工程と、
    を含んでいる特徴とする請求項１０に記載の切換方法。
12. 前記変速機は、自動マニュアル変速機を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１に記載の切換方法。
13. 各々が自動マニュアル変速機の第１ギヤ比から第２ギヤ比への移動を許容するものである、少なくとも第１シフトモード及び第２シフトモードを実施する工程と、
    複数の乗物状態を電子的に検出する工程と、
    検出された前記複数の乗物状態の各々に等級（ランキング）値を割り当てて当該等級値を評価することによって、検出された前記複数の乗物状態を電子的に評価する工程と、
    評価された乗物状態に基づいて、前記少なくとも第１シフトモード及び第２シフトモードから電子的に選択する工程と、
    前記選択に基づいて、第１ギヤ比から第２ギヤ比へと切り換える工程と、
    を備え、
    第１シフトモードは、第２シフトモードよりも速く、第１ギヤ比から第２ギヤ比へと変速機を切り換える
    ことを特徴とする、乗物の変速機の切換方法。
14. 第１シフトモードは、第２シフトモードよりも速く、所定のエンジントルクの到達を許容する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
15. 第１シフトモードは、第２シフトモードよりも速く、エンジンブレーキをもたらす
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
16. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間での選択を行う変速機アクチュエータの反応性のレベルが高い
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
17. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、第１ギヤ比と第２ギヤ比との間で変速機が切り換わる際のエンジン速度について、より広い範囲を示す
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
18. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、変速機と関連するクラッチのために異なるクラッチ形態を呈している
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
19. 第１シフトモードは、第２シフトモードと比較して、変速機と関連するエンジンのために異なるエンジン形態を呈している
    ことを特徴とする請求項１３に記載の切換方法。
20. 複数のギヤ比を有する自動マニュアル変速機と、
    少なくとも一つの乗物状態センサと、
    前記少なくとも一つの乗物状態センサと交信して、前記複数のギヤ比の間で前記自動マニュアル変速機の切り換えを制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記乗物状態センサから受領されるデータに基づいて、少なくとも第１シフトモード及び第２シフトモードを含む複数のシフトモードから選択するようになっており、
    前記第１シフトモードは、第１所定速度で、第１ギヤ比から第２ギヤ比へと切り換えるようになっており、
    前記第２シフトモードは、前記第１所定速度よりも小さい第２所定速度で、前記第１ギヤ比から前記第２ギヤ比へと切り換えるようになっている
    ことを特徴とする、乗物の変速機システム。

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