JP4293311B2 - 自動変速機の減速比選択制御方法および車両 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、段付き減速比または減速比連続変化の自動変速機が装備された車両、特に速度調整装置または速度制限装置を有する車両のための、自動変速機の減速比選択制御方法および車両に関する。
【背景技術】
ポンピング現象と呼ばれる自動ギヤボックスの不安定現象を除去するために、段付き減速比の自動変速機の減速比選択の制御に、特殊な方法を用いることが知られている。ポンピング現象は、車両に作用する抗力が大きくなったとき（坂道、強風、…）に、減速比（訳者注；減速比＝車輪側のギヤの回転数／エンジン側のギヤの回転数、とする。）が頻繁に上下することによって表現される。実際、例えば車両が坂に近づくときのように、抗力が増加するときには、車両は減速する傾向があり、運転者はこの速度の減少を補償するためにアクセルペダルを踏み込む。運転者の要求（アクセルペダルを踏み込む）が、ある閾値を越えると、ギヤボックスの自動制御装置は、高い減速比から低い減速比への、減速比低下を開始する。この減速比低下は、加速するのに充分な動力を車両に供給することを可能にし、運転者は、一旦所望の速度に達したら、アクセルペダルから足を上げる傾向がある。
【０００２】
車両が最初の速度に戻り、運転者がアクセルペダルから足を上げると、ギヤボックスの自動制御装置は、高い減速比への移行を開始し、車両の速度の低下をもたらす最初の条件へ戻る（抗力は減少していないとして）。運転者は、新に車両の速度の低下を補償しようとし、低い減速比への移行が開始され、以下上記の現象が繰り返される。変速機の２つの減速比の間の振動現象は、車両の速度が自動速度調整装置によって制御されるときにも現れ、自動速度調整装置は、速度調整機能を実行するために、運転者が操作する場合と同じ手段（例えば点火制御のエンジンにおける吸気弁の開度）を操作する。
【０００３】
減速比のポンピング現象を除去するために、特に自動速度調整装置の枠の中で、ギヤボックスの自動制御装置の制御を行い、特殊な評価基準に応じて、特に減速比低下を強制、または減速比上昇を禁止する解決策が提案されている。例えば、米国特許文献ＵＳ ４ ４２１ １９２、同ＵＳ ４ ６９７ ４７８、欧州特許文献ＥＰ １４２ ０４６、米国特許文献ＵＳ ５ ２７０ ９３４、同ＵＳ ５ ４７９ ３４９には、特にポンピング現象を除去するために用意された、段付き減速比の自動変速機の操作のアルゴリズムを使用する、車両の速度調整装置が記載されている。これらのアルゴリズムは、与えられた指令値の減速比による車両の速度低下の確認に基づいて、強制的に減速比を低下させる。このような場合、上記刊行物に記載された方法は、強制的に減速比を低下させた後、車両が指令された速度に戻ってから、一定の時間、低い減速比を維持するように車両に強制する（ＵＳ ４ ４２１ １９２、ＵＳ ４ ６９７ ４７８）か、あるいは高い減速比への移行に幾つかの条件を課することからなる。米国特許文献ＵＳ ５ ４７９ ３４９の場合は、進行中の速度と加速度の変化の絶対値が、所定の値よりも大きい限りは、高い減速比への移行が禁止される。欧州特許文献ＥＰ １４２ ０４６の場合は、吸入空気弁の開度を所定のリミット以上に開かないと車両の速度を維持することができない限りは、低い減速比が維持される。米国特許文献ＵＳ ５ ２７０ ９３４の場合には、高い減速比が採用された場合の、吸気弁の開度の制御信号に基づく車両の速度の予測推定に、低い減速比に維持する条件が関与する。
【０００４】
上記の文献において提案された、ポンピングを除去するための解決策は、速度調整装置を使用するという枠の中に限定され、車両に作用する抗力が増加した時の速度の変動を回避するために充分先行して実行することはできず、減速比低下は、かなりの速度の減少が確認された後でしか始動されない。
【０００５】
さらに、速度制限装置を使用する場合には、主として高速道路で使用される、高速度、高減速比に関する速度調整装置よりも、低速度、低減速比側へ拡大された速度、減速比の範囲で速度制限装置が作動する可能性があるという、上記の従来技術に対する新たな問題が生じる。
【０００６】
米国特許文献ＵＳ ４ ７０９ ５９５及び同ＵＳ ５ ０１２ ４１９は、減速比低下に関連する衝撃を弱めるというアイディアを提供するが、減速比低下を前もって行う必要性に対する解決策をもたらすことはない。
【０００７】
米国特許文献ＵＳ ５ ２４１ ４７６、フランス国特許文献ＦＲ ２ ７３７ ７６１、米国特許文献ＵＳ ５ ７３８ ６０５には、より高い減速比で車両が有するであろう加速度の予測推定値に関する評価基準に従って、高い減速比への移行を禁止することに基づく、ポンピング現象の除去技術が記載されている。上記のこれらの３文献は、高い減速比において使用できる加速度を、良好な精度で推定する方法を確かに我々に教えるが、これらの教示は、ポンピングの問題を除去するために高い減速比への移行を禁止する方策に限られ、減速比低下の開始に関する教示は与えられていない。
【０００８】
上に言及した方法を実行するためには、高い減速比への移行の禁止または許可、または低い減速比への減速比低下強制のための、操作手段を設ける必要がある。しかし、段付き減速比の変速機の枠に中におけるこのような操作手段の実現に関しての解決策は提案されていない。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許文献ＵＳ ４ ４２１ １９２
【特許文献２】
米国特許文献ＵＳ ４ ６９７ ４７８
【特許文献３】
欧州特許文献ＥＰ １４２ ０４６
【特許文献４】
米国特許文献ＵＳ ５ ２７０ ９３４
【特許文献５】
米国特許文献ＵＳ ５ ４７９ ３４９
【特許文献６】
米国特許文献ＵＳ ４ ７０９ ５９５
【特許文献７】
米国特許文献ＵＳ ５ ０１２ ４１９
【特許文献８】
米国特許文献ＵＳ ５ ２４１ ４７６
【特許文献９】
フランス国特許文献ＦＲ ２ ７３７ ７６１
【特許文献１０】
米国特許文献ＵＳ ５ ７３８ ６０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、常に抗力の変化に対応して減速比を適用することを可能にし、運転のあらゆる状況、すなわち、あらゆる速度と減速比におけるポンピングのリスクを除去する、自動変速機の減速比選択制御方法および車両を提供することにある。
【００１０】
また本発明は、変速機の減速比を高くすることの許可または禁止と、要すれば減速比の低下のために、物理的に同一の方法であって、段付き減速比の変速機にも、減速比連続変化の変速機にも、使用可能な自動変速機の減速比選択制御方法および車両を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の１つの目的は、運転者による速度の目標の良好な追随と、速度の自動調整または制限を、減速比の振動なしに可能にする、自動変速機の減速比選択制御方法および車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、減速比の増加の禁止または許可、または減速比の低下の開始の操作手段を有する、車両に装備された段付き減速比または減速比連続変化の自動変速機の減速比選択制御方法を提供することを目的とする。本発明によれば：
−現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）を測定し、
−現在の減速比ｒを高い減速比ｒ＋へ移行させる、上記変速機の減速比の増加を行ったときに、上記車両のエンジンがとるであろうエンジン回転数Ｎ（ｒ＋）を決め、
−上記車両の指令速度を維持するために、動力装置から供給されるべき最低出力に余裕ΔＰ−を加えた値を表す量の第１の閾値を決め、
−上記車両の指令速度を維持するために、上記変速機の減速比ｒ＋において上記動力装置から供給されるべき最低出力に余裕ΔＰ＋を加えた値を表す量の第２の閾値を決め、上記第１の閾値は、上記第２の閾値よりも厳密に小さく、
−もし、現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第１の閾値よりも小さいなら、上記変速機の減速比の低下を指令し、
−もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第２の閾値よりも小さいなら、上記変速機の減速比の増加を禁止し、
−もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第２の閾値よりも大きいなら、上記現在の減速比ｒから高い減速比ｒ＋への移行を許可する。
【００１２】
本発明による方法は、現在の減速比において動力装置から供給されることが可能な出力が、抗力に余裕を加えた値を表す閾値よりも常に大きいことを保証し、このことは指令速度を維持することを保証することを可能にする。この原理は、使用中のギヤ比において利用可能な出力が、抗力を補償するのに不十分であるときに現れるポンピングの問題を解消するのに充分である。しかしながら、もし第１の閾値と第２の閾値が同一であったとしたら、抗力の微小な変動に起因するギヤ比の移行の振動を助長する可能性がある。第１の閾値と第２の閾値の差によって導入される動作のヒステレシスがこの問題の解消を可能にする。
【００１３】
減速比の低下指令または減速比増加の許可を決定する条件は、第１の閾値と第２の閾値を介して現在の抗力と関連付けされるので、本発明による方法によって実行される変速機の減速比の選択の制御は、抗力の変化に対して減速比を充分適応させることを可能にする。
【００１４】
また、動力装置から供給されることが可能な出力が、指令速度を維持するために供給されるべき出力に余裕を加えた値よりも小さくなると、直ちに減速比の低下が指令されるので、本発明による方法は、抗力が増加したときに、減速比の低下を充分先行して実行することを可能にする。
【００１５】
本発明による方法は、減速比の増加の禁止または許可と、減速比の低下の開始の操作手段を設けることを条件として、減速比選択の他のアルゴリズムによって管理される、あらゆる自動変速機の減速比の制御装置に適用することが可能である。上記に記載した本発明による方法によって定義される拘束条件は、他の方法から生じる拘束条件または評価基準に付加される。特に、減速比連続変化の変速機の場合には、減速比低下の要求は、エンジンの最低回転数の指令値によって実際には表現される。第１の閾値を、上記指令値を直接有するように、エンジン回転数の形で表現するだけで充分である。このように、本発明の方法は、減速比連続変化の変速機に適用可能であるのみならず、この場合に実際に応用するための制御パラメータを直接決めることを可能にする。
【００１６】
また、上記現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）と上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な上記出力は、考慮されるエンジン回転数において上記動力装置から供給されることが可能な最大出力である。
【００１７】
これにより、下記に説明するように、エンジン回転数Ｎ（ｒ）とエンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、動力装置から供給されることが可能な出力の推定を簡単化することを可能にする。実際、現在の減速比よりも高い減速比において動力装置から直接供給されることが可能な出力を計算することを求めるなら、減速比変更の瞬間におけるエンジン出力の制御値を厳密に考慮する必要がある。実際、与えられたエンジン回転数において、エンジンの出力は、例えば吸気弁の開度（点火制御のエンジンの場合）または燃料噴射条件（ディーゼルエンジンの場合）に依存する。しかしながら、動力装置から直接利用可能な値を決めることは、本方法の良好な動作に不可欠ではなく、この値を、エンジン出力の制御手段を調整することによって動力装置から急速に供給されることが可能な最大出力で、問題なく代用することができる。この最大出力は、例えば、エンジン回転数と最大出力との対応を明確にする、その動力装置の特性曲線のモデルを使用して、エンジン回転数のデータのみから極めて簡単に決められる。
【００１８】
車両に作用する抗力は、パワー、トルク、あるいは力のような同等な様々な形で表現することができる。動力装置から利用可能な出力の表現についても同様である。これが、上記閾値の決定と、上記動力装置から供給されることが可能な上記出力のために考慮される出力を表す量が、パワーと、トルクと、縦方向の力のうちから選択される理由である。
【００１９】
さらに、それぞれ第１の閾値と第２の閾値に、エンジン回転数の値ＮＭＩＮ−とＮＭＩＮ＋を対応させるために、エンジン回転数の関数として動力装置から供給されることが可能な最大出力の変化を与える、上記に言及した、動力装置の特性曲線のモデルを使用することができる。このようにして、閾値が、エンジン回転数の形で表現され、減速比選択制御動作を制御（減速比の低下、減速比の増加の許可または禁止の制御）する条件を決めるために、エンジン回転数Ｎ（ｒ）及びＮ（ｒ＋）と直接比較することができ、上記の比較は上記閾値によって表される出力の比較と等価であり、最大出力は、エンジン回転数Ｎ（ｒ）及びＮ（ｒ＋）において動力装置から供給されるものである。従って、エンジン回転数の形における上記第１の閾値（ＮＭＩＮ−）と上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）を、上記第１の閾値と上記第２の閾値によって表される出力と、対応するエンジン回転数との間の対応を明らかにすることを可能にするモデルを用いて表現し、上記モデルは、上記動力装置から供給されることが可能な最大出力の変化を、エンジン回転数の関数として与える、上記動力装置の特性曲線である。この結果：
−もし、現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）が、上記第１の閾値（ＮＭＩＮ−）よりも小さいなら、上記変速機の減速比の低下を指令し、
−もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）が、上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）よりも小さいなら、上記変速機の減速比の増加を禁止し、
−もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）が、上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）よりも大きいなら、上記現在の減速比ｒから高い減速比ｒ＋への移行を許可する。
【００２０】
抗力を計算するために、例えば、次式（Ｒ１）によって表される車両の縦方向の動力学のモデルを使用することができる。
Ｆ_ＧＭＰ＋Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ}＋Ｆ_ｒｅｓ＝ＭＶ・γ （Ｒ１）
ここに、Ｆ_ＧＭＰ、Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ}、Ｆ_ｒｅｓは、車両に加えられる縦方向の力を表し、Ｆ_ＧＭＰは動力装置から供給される力であり、Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ}は車両のブレーキ装置によって作られるブレーキ力であり、Ｆ_ｒｅｓは抗力を表す力であり、ＭＶは車両の質量、γは現在の車両の加速度である。
【００２１】
上の式を変換して、縦方向の力Ｆ_ｒｅｓを次式の形で表すことができる。
Ｆ_ｒｅｓ＝ＭＶ・γ−Ｆ_ＧＭＰ−Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ} （Ｒ２）
この数式（Ｒ２）は、以下のことを明らかにする。すなわち、車両の指令速度を維持するために、動力装置から供給されるべき最低出力を決めることを可能にする車両に作用する抗力（数式（Ｒ２）のＦ_ｒｅｓ）の計算は、動力装置から供給される現在の力（縦方向の力Ｆ_ＧＭＰ）と、車両の質量（ＭＶ）と、車両の加速度（γ）の計算段階を有することで充分である。従って、未知数は、数式（Ｒ２）においてＦ_{ｆｒｅｉｎｓ}で表されている、ブレーキ装置によって作用される力（これは、ブレーキが使用されないときはゼロである。）のみである。
【００２２】
また、数式（Ｒ２）は、ＭＶとγの積、またはブレーキ力Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ}の推定の誤差が、抗力の計算に直接影響することも明らかにする。このため、車両の質量（ＭＶ）は、車両の質量の動力学的な推定によって決めることが有利である（例えば、図１に関する説明において下記に記載されているように）。また、制動段階の際には、抗力の計算は、ブレーキ装置によって作られるブレーキ力の値を決める段階を含み、上記値は、ブレーキ圧力を表す情報と、ブレーキ圧力とブレーキ力との間の関係を明らかにするモデルとから有利に得られる。実際、このようなブレーキ力の決定態様は、正確で信頼性のある結果を得ることを可能にする。場合によっては、ブレーキ力は、大まかに推定しても良い（例えばブレーキ力を一定と仮定する。）。
【００２３】
ブレーキ力の推定に関連する誤差のあらゆるリスクを回避するために、制動段階の際に、抗力の計算を保留することを特徴とする、本発明による方法の実施に特有の形態を使用してもよい。
【００２４】
例えば、上記余裕ΔＰ＋とΔＰ−の値に手を加えて、本発明による方法の機能を動力学的に最適化する手段を設けることが有用である。このため、上記余裕ΔＰ＋とΔＰ−は、変速機の現在の減速比（ｒ）と、抗力を表す量との、少なくとも一方を考慮に入れて有利に決めることができる。しかしながら、本発明による方法の実行を簡単化し、調整するべき２つのパラメータを持つことを避けるために、上記余裕ΔＰ−をゼロに等しく、上記余裕ΔＰ＋を厳密に正である定数にしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明は、非限定的な例として記載された以下の説明と添付図面を参照することによってよりよく理解されるであろう。これらの図面において：
図１は、本発明に係わる自動変速機の減速比選択制御方法を示す図であり、
図２は、上り坂で安定した速度で走行中の、段付き減速比の変速機が装備された車両の場合を表すグラフであり、
図３は、勾配が一定の上り坂において速度が上昇する車両の場合を表す図２に類似の図であり、
図４は、勾配が減少する場合に一定の速度で走行中の車両の場合を表す図２に類似の図であり、
図５は、勾配が増加する場合に一定の速度で走行中の車両の場合を表す図２に類似の図であり、
図６は、勾配が一定の上り坂において速度が減少する車両の場合を表す図２に類似の図である。
【００２５】
図１に、本発明に係わる方法の段階が、変数の移動を表す矢印で互いに結ばれた機能ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｂ４、Ｂ５の形で示されている。ある機能ブロックによる処理からは生じないが、例えば動力装置に設けられたセンサ、またはエンジン制御装置から来る変数の移動は、発生源が機能ブロックには結ばれていない矢印によって示されている。
【００２６】
ガソリンエンジンについてもディーゼルエンジンについても同様に、現在のエンジン制御装置は、使用可能なセンサから発生されるデータ（回転数、圧力、温度、空気流量、等…）と、アクチュエータの制御値（噴射時間、ターボの操作、可変吸入または分配）の大きさから、エンジンによって供給される有効トルクを推定することが可能である。
【００２７】
変速機の状態（減速比）と連結装置（カプラー、クラッチまたはトルク変換機）の状態を知ることによって、エンジンによって供給される有効トルクのデータから、車両の縦方向の運動への動力装置の寄与を推定し、縦方向の力または車両へ供給されるエンジンの出力の形で表すことができる。
【００２８】
従って、動力装置の作動状態を表す情報の集合ＩＧＭＰから、動力装置から供給される縦方向の力を推定することからなる、機能ブロックＢ１を実行することができる。
【００２９】
機能ブロックＢ１による処理の結果は、例えば出力ＰＧＭＰの形で表されて、機能ブロックＢ２へ伝達される。機能ブロックＢ２は、車両の質量ＭＶと、車両に作用する抗力ＰＲＥＳの推定機能を有する。この推定には、瞬時ｔにおける車両の瞬間的な速度Ｖ（ｔ）が必要であり、速度Ｖ（ｔ）は、例えば速度センサから機能ブロックＢ２へ供給することが可能である。車両の質量ＭＶの計算については、例えばフランス国特許文献ＦＲ ２ ７３７ ７６１に記載された方法を使用することが可能である。この方法は、瞬時ｔとｔ′の間における車輪のトルクの変化ΔＣと車両の加速度の変化Δγとを決定することからなる。車輪のトルクは、エンジンのトルクと変速機の減速比のデータから決められ、エンジンのトルクは、走行中のエンジンの回転数と吸気弁の開度のデータから決められる。車両の加速度は車両の速度の変化を観察することによって決められ、車両の速度は、速度センサから与えられる。瞬時ｔとｔ′の間隔が、トルクと加速度の変化が有意であるのに充分広く、しかし抗力の変化がごく僅であるように充分に狭ければ、ΔＣとΔγを結ぶ関係は、
ＭＶ・Δγ＝ΔＣ／ｒａｙｏｎ （Ｒ３）
ここに、ｒａｙｏｎは車輪の半径、
である。
【００３０】
数式（Ｒ３）によって車両の質量ＭＶを計算することは可能であるが、質量ＭＶの推定値のばらつきを最小化するために、異なる瞬時に得られた、ｐ対の数列（ΔＣ（ｉ），Δγ（ｉ））を用い、次の２次の偏差Ｊ：
Ｊ＝Ｅ（ｉ＝１〜ｉ＝ｐ）（Ｍ・Δγ（ｉ）−ΔＣ（ｉ）／ｒａｙｏｎ）^２
を最小化することを可能にするＭの値を決めるための、上記の数列の数学的な処理を実行する。
【００３１】
このＭの値は、新しい「良好な対」（ΔＣ，Δγ）が決められる度毎に計算され（一連の基準に合致しない幾つかの対（ΔＣ，Δγ）は除かれる）、このＭの値は、以前に計算されたＭの値を考慮に入れた平均を計算する処理ブロックへ供給される。この処理の結果の平均値は、あらゆる瞬間における車両の質量を表し、その結果、この方法は、車両の質量の動的な推定を実行することを可能にする。この方法は、例として説明されたものであり、本発明による自動変速機の減速比選択制御方法を実行するために、他の方法で車両の質量を推定することも可能である。
【００３２】
抗力を決定するために、例えば、上述の車両の縦方向の運動を次式でモデル化する。
【００３３】
Ｆ_ｒｅｓ＝ＭＶ・γ−Ｆ_ＧＭＰ−Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ} （Ｒ２）
加速度γは、例えば、速度Ｖ（ｔ）の時間的な変化を観測することによって決めることができる。動力装置から供給される牽引力を表す力Ｆ_ＧＭＰは、機能ブロックＢ１から伝達される出力ＰＧＭＰの値から、下記の数式（Ｒ３）によって得られる。
【００３４】
Ｆ_ＧＭＰ＝ＰＧＭＰ／Ｖ（ｔ） （Ｒ３）
制動力Ｆ_{ｆｒｅｉｎｓ}を決めるためには、先に「発明を実施するための最良の形態」の中の説明で言及した方法の１つを用いることができる。数式（Ｒ２）の右辺の全ての項が決定されると、縦方向の力Ｆ_ｒｅｓを計算することができる。縦方向の力Ｆ_ｒｅｓは、抗力を表すパワーＰＲＥＳの形で表現され、機能ブロックＣ１へ伝達される。
【００３５】
機能ブロックＢ３の役割は、余裕ΔＰ＋、ΔＰ−を決定することである。この決定は、場合によってはパラメータ（変数ＰＡＲＡが付けられた点線の矢印によってシンボル化されている）の関数として動的に実行することができる。ΔＰ−として、簡単に固定値、特にゼロを用いることができるが、ΔＰ＋は厳密に正^注）（例えば、ΔＰ＋＝１０ｋｗ）である。（^注）；ゼロを含まない（訳者））
機能ブロックＣ１は、機能ブロックＢ３から供給されたΔＰ＋、ΔＰ−の値と、機能ブロックＢ２から供給されたＰＲＥＳの値から、第１と第２の閾値を決定する。選ばれた例においては、閾値はパワーの形で表現され、以下のように容易に計算される。
【００３６】
第１の閾値： ＰＭＩＮ−＝ＰＲＥＳ＋ΔＰ−
第２の閾値： ＰＭＩＮ＋＝ＰＲＥＳ＋ΔＰ＋
機能ブロックＢ４は、パワーの形で表現された閾値ＰＭＩＮ−とＰＭＩＮ＋を受け、先に「課題を解決するための手段」の中に記載した方法と一致する方法によって、エンジン回転数の閾値ＮＭＩＮ−とＮＭＩＮ＋に対応させる（エンジン回転数の関数として動力装置から供給される最大出力の変化を与える、動力装置の特性曲線のモデルを使用）。
【００３７】
この方法が、エンジンの性能が低下する場合（例えば高温度または低温度において動作する場合）においても同様に機能することを望むなら、これらのファクターを考慮に入れた動力装置の特性の、より完全なモデルを使用することができる。
【００３８】
様々な機能ブロックの間で伝達される変数、ＰＧＭＰ、ＰＲＥＳ、ΔＰ＋、ΔＰ−、ＰＭＩＮ−、ＰＭＩＮ＋は、先に提案したようにパワーで表すことができるが、本発明の原理に根本的に手を加えることなく、車輪のトルクまたは縦方向の牽引力のような、動力装置の出力の他の量で表すことができる。
【００３９】
機能ブロックＢ５は、ｒを変速機の現在の減速比として、現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）を表す情報を受ける。この情報から、高い減速比ｒ＋へ移行したいなら、例えば次式：
Ｎ（ｒ＋）＝Ｎ（ｒ）・（ｒ／ｒ＋）
を用いて、エンジン回転数がとる値Ｎ（ｒ＋）を決める。
【００４０】
変速機の減速比の選択は、機能ブロックＢ５において、既に言及した規則：
−もしＮ（ｒ）が厳密にＮＭＩＮ−より小^注）なら：減速比の低下を起動；
−もしＮ（ｒ＋）が厳密にＮＭＩＮ＋より小なら：減速比の上昇を禁止；
−もしＮ（ｒ＋）がＮＭＩＮ＋よりも大きいか等しいなら：現在の減速比ｒの、より高い減速比ｒ＋への上昇を許可；
に従って、Ｎ（ｒ）、Ｎ（ｒ＋）の値を、ＮＭＩＮ＋、ＮＭＩＮ−の値と比較して決定される。（^注）；等しい場合を除く（訳者））
上記にエンジン回転数の形で表現された、本発明が目的とする減速比選択方法に係わる拘束は、減速比連続変化の変速機については、変速機の減速比の連続した変化によって、また段付き減速比の変速機については、車両の速度がエンジン回転数をＮＭＩＮ＋へ戻すことができたら直ちに減速比を上昇させ、また、エンジン回転数がＮＭＩＮ−の下に低下したら直ちに減速比低下を始動させることによって、表現される。
【００４１】
本発明による減速比選択方法の作用を、段付き減速比の変速機の場合について、図２〜６における例によって以下に説明する。これらの例について、ΔＰ−はゼロ（従って、ＰＲＥＳ＝ＰＭＩＮ−）、ΔＰ＋は定数（正）とした。各図には、坂道の勾配と、車両の速度と、その瞬間に利用可能な動力装置の出力の大きさ（ｐ）（例えばパワー）と、エンジン回転数（Ｎ）と、減速比に同時に生じる変化を、時間（ｔ）の関数として表す、５つのグラフが示されている。これらのグラフから、図に示す様々なケースに適用される本発明による変速機の減速比選択制御方法の結果を観察することができる。第４減速比と第５減速比が選択される例に限定しているが、この結果をこれらの減速比に連続する他の２つの減速比へ置き換えることが可能である。
【００４２】
図２は、一定の勾配（５％）の上り坂を、一定の速度（１００ｋｍ／ｈ）で走行中の車両の場合を示す。ギヤは、第４減速比にあり、このことは、ＰＭＩＮ＋よりも高いＰＭＡＸ（４）に等しい動力装置の利用可能出力を有することを可能にする。もし、第５減速比へシフトすると、動力装置の利用可能出力は、ＰＭＩＮ＋よりも低いＰＭＡＸ（５）へ低下し、従って、車両の速度を維持するのに不十分となる。運転者または速度調整装置は、第４減速比（最初の減速比）への減速比低下が開始するまで、エンジン出力の指令値を増加し、以下同様のことが繰り返され、望ましくない減速比のポンピング現象が生じる。
【００４３】
時間ｔの関数としてエンジン回転数Ｎの変化を示すグラフによって、第４減速比におけるエンジン回転数Ｎ（４）はＮＭＩＮ＋よりも高いが、減速比を第５減速比へシフトしたときの対応するエンジン回転数Ｎ（５）はＮＭＩＮ＋よりも低いことを確認することができる。この条件において、本発明による減速比選択の規則を適用すると、第４減速比から第５減速比へのシフトは禁止され、減速比のポンピング現象は回避される。
【００４４】
図３は、一定の勾配（５％）の上り坂を走行中の車両の速度が、最初は一定の速度５０ｋｍ／ｈに固定され、瞬時ｔ１から増加される場合を示す。最初は、図２の場合と同様に、本発明による減速比選択方法は、第４減速比から第５減速比への減速比上昇によってもたらされるエンジン回転数Ｎ（５）は、計算最低エンジン回転数ＮＭＩＮ＋よりも低いので、第４減速比から第５減速比へのシフトを禁止する。瞬時ｔ１から、速度の増加は抗力ＰＲＥＳの増加、従ってＰＭＩＮ−とＮＭＩＮ＋の増加をもたらすが、Ｎ（５）の増加とそれから生じるＰＭＡＸ（５）の増加ももたらす。ある速度から、ＰＭＡＸ（５）はＰＭＩＮ＋よりも大きくなり、従って、本発明による減速比選択方法によって計算されるＮＭＩＮ＋は、Ｎ（５）よりも小さくなり、瞬時ｔ１よりも大きい瞬時ｔ２から、第５減速比への減速比上昇のシフトが許可される。
【００４５】
図４は、最初は勾配が一定（５％）で、瞬時ｔ３から勾配が減少する上り坂を、一定の速度（１００ｋｍ／ｈ）で走行中の車両の場合を示す。最初は、変速機の減速比は第４減速比にあって、第５減速比へのシフトによってもたらされるエンジン回転数Ｎ（５）はＮＭＩＮ＋よりも小さいので、第５減速比へのシフトは禁止される。しかし、勾配が減少するので、推定抗力ＰＲＥＳが減少し、ＰＭＩＮ＋とＮＭＩＮ＋の減少がもたらされる。瞬時ｔ４から、ＮＭＩＮは＋Ｎ（５）よりも小さくなり、第４減速比から第５減速比への減速比上昇のシフトが許可される。
【００４６】
図５は、最初は勾配が一定（３％）で、瞬時ｔ５から勾配が増加する上り坂を走行中の車両の場合を示す。勾配が３％の間は、第５減速比は、車両を一定の速度に維持するのに充分であるが、勾配が増加すると、車両の速度を維持するためには、減速比を低下することが必要になる。速度が一定であるので、エンジン回転数Ｎ（５）と利用可能な最大出力ＰＭＡＸ（５）は一定であるが、瞬時ｔ５から勾配が増加すると抗力とその推定値ＰＲＥＳが増加する。ＰＲＥＳの増加に伴って、ＰＲＥＳに等しいＰＭＩＮ−がＰＭＡＸ（５）よりも大きくなり、従って、エンジン回転数の計算最低値ＮＭＩＮ−がＮ（５）よりも大きくなり（瞬時ｔ６に）、本発明による減速比選択方法に関する規則を適用して、第４減速比への減速比の低下が始動される。第５減速比において利用可能な最大出力ＰＭＡＸ（５）が抗力ＰＲＥＳを下回る前に減速比の低下が始動されるので、瞬時ｔ６迄一定であった車両の速度を維持することができ、瞬時ｔ６後は、減速比低下が実行されているので、動力装置は最初の速度を維持するのに充分な出力を供給する。
【００４７】
従って、本発明による変速機の減速比選択方法は、車両が減速比低下を必要とする抗力の著しい増加を受けたとしても、車両を完全に一定の速度に維持することを可能にする。この例は、速度調整装置の使用と組み合わされた、本発明による変速機の減速比選択方法の利点をよく例示している。すなわち、必要な減速比低下を行うために速度の低下を確認する必要はなく、必要な減速比低下は、充分先行して行われる。車両の通常の速度が最高指令速度である、速度制限装置を使用する際も同様である。最後に、減速比低下は充分に先行して行われるので（出力飽和が開始すると直ちに）、加速を急激に引き起こすことはなく、その結果、速度の低下を確認した後で加速するよりも、車両の搭乗者はより快適である。勿論、減速比低下に伴う衝撃を緩和するための従来の技術を、快適さを最適にするために、補足的に使用することができる。
【００４８】
図６は、第５減速比で、一定の勾配の上り坂を、一定の速度（１００ｋｍ／ｈ）で走行中の車両の場合を示す。もし速度が低下すると（例えば、アクセルペダルから足を上げることを運転者が決めた結果として）、ある速度から減速比低下が必要になる。
【００４９】
速度の低下（ｔ７から）は、抗力ＰＲＥＳ、従ってＰＭＩＮ＋とＰＭＩＮ−の減少をもたらすが、エンジン回転数Ｎ（５）とそれから生じるＰＭＡＸ（５）の低下ももたらす。ある速度以下では、ＰＭＡＸ（５）がＰＲＥＳよりも小さくなり、第５減速比では、そのときの速度を維持できなくなり、減速比低下が必要になる。ＰＭＩＮ−（この例ではΔＰ−＝０であるのでＰＲＥＳに等しい。）がＰＭＡＸ（５）よりも大きくなると、計算最低エンジン回転数ＮＭＩＮ−がＮ（５）よりも大きくなり（ｔ８から）、本発明による変速機の減速比選択方法の規則に従って、第４減速比への減速比低下が始動される。図５の場合と同様に、この減速比低下は、出力飽和の開始の前に開始され、このことは快適な減速比低下を可能にする。
【００５０】
上に例示した図においては、車両が上り坂を走行する状況を反映して、車両は正の抗力ＰＲＥＳを受ける。本発明による変速機の減速比選択方法は、例えば下り坂において、抗力が負である場合にも、全く良好に機能する。抗力ＰＲＥＳの値が低下して負になったら、上の減速比における動力装置の潜在的な出力は、余裕によって増加された抗力を上回る値へ必然的に移行する。この結果、減速比の上昇が許可され、このような場合に完全に適応される。
【００５１】
本発明による変速機の減速比選択方法は、減速比低下を抑制する条件は有していないので、エンジンブレーキが要求されるときに減速比低下を開始する、全ての変速機の減速比の自動選択装置と完全に両立できることを証明することは容易である。
【００５２】
最後に、本発明による自動変速機の減速比選択制御方法は、エンジン回転数の限度を自律的に管理する自動減速比選択装置とも同様に両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００５3】
【図１】本発明に係わる自動変速機の減速比選択制御方法を示す図である。
【図２】上り坂で安定した速度で走行中の、段付き減速比の変速機が装備された車両の場合を表すグラフである。
【図３】勾配が一定の上り坂において速度が上昇する車両の場合を表す、図２に類似の図である。
【図４】勾配が減少する場合に一定の速度で走行中の車両の場合を表す、図２に類似の図である。
【図５】勾配が増加する場合に一定の速度で走行中の車両の場合を表す、図２に類似の図である。
【図６】勾配が一定の上り坂において速度が減少する車両の場合を表す、図２に類似の図である。

Claims (10)

1. 減速比の増加の禁止または許可、または減速比の低下の開始の操作手段を有する、車両に装備された段付き減速比または減速比連続変化の自動変速機の減速比選択制御方法において：
   −現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）を測定し、
   −現在の減速比ｒを高い減速比ｒ＋へ移行させる、上記変速機の減速比の増加を行ったときに、上記車両のエンジンがとるであろうエンジン回転数Ｎ（ｒ＋）を決め、
   −上記車両の指令速度を維持するために、動力装置から供給されるべき最低出力（ＰＲＥＳ）に余裕（ΔＰ−）を加えた値を表す量の第１の閾値（ＰＭＩＮ−，ＮＭＩＮ−）を決め、
   −上記車両の指令速度を維持するために、上記変速機の減速比ｒ＋において上記動力装置から供給されるべき最低出力（ＰＲＥＳ）に余裕（ΔＰ＋）を加えた値を表す量の第２の閾値（ＰＭＩＮ＋，ＮＭＩＮ＋）を決め、上記第１の閾値は、上記第２の閾値よりも厳密に小さく、
   −もし、現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第１の閾値よりも小さいなら、上記変速機の減速比の低下を指令し、
   −もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第２の閾値よりも小さいなら、上記変速機の減速比の増加を禁止し、
   −もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な出力を表す量が、上記第２の閾値よりも大きいなら、上記現在の減速比ｒから高い減速比ｒ＋への移行を許可し、
   上記現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）と上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）において、上記動力装置から供給されることが可能な上記出力は、考慮されるエンジン回転数において上記動力装置から供給されることが可能な最大出力であり、
   エンジン回転数の形における上記第１の閾値（ＮＭＩＮ−）と上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）を、上記第１の閾値と上記第２の閾値によって表される出力と、対応するエンジン回転数との間の対応を明らかにすることを可能にするモデルを用いて表現し、上記モデルは、上記動力装置から供給されることが可能な最大出力の変化を、エンジン回転数の関数として与える、上記動力装置の特性曲線であり、
   −もし、現在のエンジン回転数Ｎ（ｒ）が、上記第１の閾値（ＮＭＩＮ−）よりも小さいなら、上記変速機の減速比の低下を指令し、
   −もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）が、上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）よりも小さいなら、上記変速機の減速比の増加を禁止し、
   −もし、上記エンジン回転数Ｎ（ｒ＋）が、上記第２の閾値（ＮＭＩＮ＋）よりも大きいなら、上記現在の減速比ｒから高い減速比ｒ＋への移行を許可する、
   ことを特徴とする、自動変速機の減速比選択制御方法。
2. 上記第１、第２の閾値の決定と、上記動力装置から供給されることが可能な上記出力のために考慮される出力を表す量は、パワーと、トルクと、縦方向の力のうちから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
3. 上記車両の指令速度を維持するために、上記動力装置から供給されるべき上記最低出力（ＰＲＥＳ）を決めることを可能にする上記車両に作用する抗力の計算は、上記動力装置（ＰＧＭＰ）から供給される現在の力と、上記車両の質量（ＭＶ）と、上記車両の加速度（γ）の計算段階を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
4. 上記車両の質量（ＭＶ）は、上記車両の質量の動力学的な推定によって決められることを特徴とする、請求項３に記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
5. 制動段階の際には、抗力の計算は、ブレーキ装置によって作られるブレーキ力の値を決める段階を有し、上記値は、ブレーキ圧力を表す情報と、上記ブレーキ圧力と上記ブレーキ力との間の関係を明らかにするモデルとから得られることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
6. 制動段階の際に、抗力の計算を保留することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
7. 上記余裕ΔＰ＋とΔＰ−は、上記変速機の現在の減速比（ｒ）と、抗力を表す量との、少なくとも一方を考慮に入れて決められることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
8. 上記余裕ΔＰ−はゼロに等しく、上記余裕ΔＰ＋には厳密に正である定数が選ばれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の自動変速機の減速比選択制御方法。
9. 上記変速機の減速比の自動選択手段と、上記自動選択手段を監督するための操作手段とを有し、上記操作手段は、減速比の増加の禁止または許可、または減速比の低下の開始を特に可能にする、段付き減速比または減速比連続変化の自動変速機が装備された車両において、上記変速機の減速比の選択は、請求項１〜８のいずれか１つに記載の自動変速機の減速比選択制御方法によって制御されることを特徴とする車両。
10. 自動速度調整装置と自動速度制限装置との少なくとも一方を有することを特徴とする、請求項９に記載の車両。

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