JP4312592B2 - 車両の自動変速機用シフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に詳細に定義された方法による、車両、特に自動車、の自動変速機用シフト装置に関する。

運転者がセレクタレバーを介してオートマチック走行モードとマニュアル走行モードを選択することができ、そのためにセレクタレバーが多数のセンサーを有するシフトゲート内に装備されている、というシフト装置が実践から知られている。これらセンサーには、通常、各々にダイナミックシフトプログラムのシフトポジションが割り当てられている。従って、例えばセレクタレバーで、駐車用のＰ、後進走行用のR、ニュートラル（アイドリング）用のＮ、前進走行用のDのシフトポジションが機械的に選択され得る。それらのポジションでは、最小ギヤと現存する最大ギヤとの間で、アクセルペダルの位置決め速度、エンジン回転数、車両加速、及び、その他の重要な電子制御装置内で自由に使用できる値に応じ、自動的にシフトがおこなわれる。

その他、最大のシフトアップが可能なギヤ段階に対するシフトポジションを有するシフト装置が、実践から知られている。例えば一定の走行条件下で４速と５速の間で頻繁にギヤチェンジをするような場合、シフトポジション４で５速ギヤをロックすることができ、他方、例えば長い登り坂や下り坂のある峠越え走行の場合のように、シフトポジション２で一段上のギヤへのシフトアップを阻止することができる。さらに、１速に対するシフトポジションも勿論用意することができる。いろいろなシフト領域に対するこの種のシフトポジションを供えたシフト装置の形態は、エンジンブレーキ効果をも利用しながらのエンジン出力のよりよい利用につながり、不要なシフトアップやシフトダウンの阻止に役立つ。

さらに、実践から知られたシフト装置は、しばしば、いわゆる「ティップ・シフト」に関するもう一つのシフト装置を有しており、それは、例えばよりスポーティーな走行を実現するために簡略化されたマニュアル運転の可能性を運転者に与える。この場合、一段下か一段上のギヤへのシフトは、セレクタレバーあるいはステアリングホイールに配置され得る個別スイッチまたはボタンを介して該当するセンサーを軽く押すことによって、おこなわれる。

この種のシフト装置は、ＤＥ３８０７８８１Ｃ２から知られており、その場合、ティップシフトの「マニュアルプログラム」は、ダイナミックシフトプログラムのシフトゲートに平行な第二シフトゲートを使って実現されている。当該マニュアルプログラムを作動させるには、セレクタレバーを、クロスゲートを介して第二シフトゲートに誘導する。そこでは、セレクタレバーはニュートラルの中間位置の非作動位置に保持される。変速装置内でシフトアップおよびシフトダウンを作動させるには、そのつど、手動でセレクタレバーの向き（位置）が変えられ、そのときセレクタレバーのシフトの動きはセンサーにより把握され、その信号が自動変速機の制御装置に至る。

ＤＥ１９７０９５０６Ａ１は同様に、自動変速機内で使用するためのシフト制御装置を説明しており、当該装置で自動変速機のギヤ比は、オートマチックまたはマニュアルの基準値を介して変更可能である。ギヤ比を変更するためのマニュアル基準値が、特に自動変速機の過負荷保護を保証するために、抑制されているような運転領域に自動車があるとき、自動シフト制御がおこなわれる。マニュアルによるシフトアップないしシフトダウンの制御コマンドの受容は、ここでは自動シフトの発生後所定の時間が経過するまで、抑制されている。

ダイナミックシフトプログラムに追加装備されているマニュアルのティップシフトを使用する、上述されたすべての解決策では、プラスセンサーを軽く押すことによって一段上のギヤに手動でシフトアップされる、あるいは、マイナスセンサーを軽く押すことによって一段下のギヤに手動でシフトダウンされる。この運転者にとって非常に限られた選択の可能性は、例えば運転者が極端に急激な加速のために、複数のギヤを介してのシフトダウンあるいは急激なシフトアップを望んだときに、特に快適操作の障害につながる。このような場合、運転者は、マイナスセンサーないしプラスセンサーを順次何度もたたき、全体に望まれたギヤチェンジを得るために、ふさわしいシフトを待たねばならない。

マニュアルプログラムで複数のギヤを一気にシフトダウンまたはシフトアップするのを操作上容易にするために、シングルシフト用のセレクタ装置のためのシフトポジションと、シフトアップ及びシフトダウンの最大シフトのための別のシフトポジションと、を用意することが考慮できるが、しかしながら、さらなるシフトポジションの配置には、セレクタレバーポジションの形であれ、ボタンスイッチの形であれ、常に誤操作の高い危険がある。

本発明の課題は、電子制御装置によって制御される車両用自動変速機、特に自動車の自動変速機、のためのシフト装置を創造することであり、当該自動変速機では、オートマチックシフトモードに加え、運転者にマニュアルシフトモードを提供し、最大限の快適操作性を維持しながら、許容限界内で運転者の要望に十分応えるものである。

本発明により、この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴に従うシフト装置を用いて解決される。

パルスカウンターが設けられており、それを用いてマニュアル基準値の連続するパルスが機能的に相互に結合可能であり、そのとき当該結合に応じてシフト信号が発生可能である、本発明に従うシフト装置によって、数段のシフトダウンまたはシフトアップを求める運転者の要望は、それらが許容運転限界内にあれば、対応され得る。同様に、本発明に従うシフト装置により、直前にティップ・パルスを通じて発せられたマニュアル基準値の修正を考慮することができる。

これにより、本発明に従うシフト装置は、マニュアル基準値に対し、従来のティップシフトの場合よりもずっと大きな余地を運転者に与える点で際立っている。

その場合、本発明に従うシフト装置のある簡単な形態では、前記結合の際、シフトアップ用またはシフトダウン用のパルスが合計され、続いて処理され、そのとき、特にパルスカウンターの数値はシフトアップ用のパルスの場合に増大され、シフトダウン用パルスの場合に減少される、ということが考慮され得る。

例えばティップ・パルスを用いてマニュアル基準値を介しての多段シフトの可能性を運転者に与えるために、１つのパルスの確認後に適用可能な休止時間が開始され、その時間内にそれ以降の合計可能なパルスが確認可能であれば、有利である。

本発明に従うシフト装置の有利な一形態では、多段シフトアップに対するシフト信号が車両停止時に発信できることが、さらに考慮され得る。この方法により、運転者に、マニュアルシフトモードの場合でも例えば平滑路面上でのより上のギヤでの発進を可能にする。

本発明によるシフト装置のその他の利点および有利な形態は、その他の特許請求の範囲の請求項や以下の説明および図面から明らかになる。

本発明に従うシフト装置の実施例が、図面を基に、以下の説明の中で詳しく解説される。

図面の中の唯一の図は、パルスカウンターを備えた電子制御装置によって制御される車両自動変速機用のシフト装置の概略図を示している。当該変速機は、オートマチックシフトモードまたはマニュアルシフトモードの選択に応じて、セレクタレバーかマルチファンクションステアリングホイールに装備されたティップボタンかを操作することによって作動可能になる。

当該図に関しては、電子制御装置２によって制御される自動車の自動変速装置３用のシフト装置１が明らかにされており、そこでは、当該自動変速機は単に象徴的に示されている。ここで、乗用車用に考慮されているシフト装置１は、ダイナミックシフトプログラム用の第一シフト機構４を有しており、同装置内では、車両駐車用のシフトポジションＰ、後進走行用のシフトポジションＲ、アイドリング用のシフトポジションＮ、そして自動前進走行用シフトポジションＤを選択することによって、アダプティブギヤ制御の基準値に従い、様々に自動的にシフトするトランスミッションギヤが事前に選択できる。このために、セレクト装置として機能するセレクタレバー５が設けられており、当該レバーは、前述したシフトポジション用のセンサーが配置されている第一シフトゲート（レーン）６の中で、移動することができる。上述のシフトポジションＰ、Ｒ、Ｎ、及び、Ｄの他に、この第一シフトゲート６内には、さらに４速用シフトポジション４、３速用シフトポジション３、２速用シフトポジション２が設けられており、それらの中で、第１速とこれら示されたギヤ段階との間でのシフトはその都度自動的におこなわれる。

オートマチックシフトモード用の第一シフトゲート６に加えて、マニュアルシフトモードを実施するために、第一シフトゲート６に平行に配置された第二シフトゲート７が設けられており、セレクタレバー５はクロス（横）ゲート８を経由してこの中に移動することができる。セレクタレバー５の第一シフトゲート６内の位置はセンサーで把握され、信号伝達装置９、１０を介して信号として電子制御装置２に発信される。セレクタレバー５の切替えは、クロスゲート８内に配置されたセンサー１１によって把握される。

セレクタレバー５が第二シフトゲート７にある場合、セレクタレバー５は、スプリング１３、１４によって、図中破線で示されたニュートラルの中間位置に保持される。この中間位置から、セレクタレバー５は、マニュアル操作により、シフトアップをおこなうためには矢印１５で示された第一方向に、シフトダウンをおこなうためには矢印１６で示された第二方向に、動かすことができる。シフト装置１のゲート内でのセレクタレバーの移動可能性に関するセレクタレバーの構造的形態は、従来の構造に相応する。

セレクタレバー５がシフトアップのために方向１５に押されると、セレクタレバーはシフトポジション「＋」に達し、この位置ではプラスセンサー１７が反応し、該当する信号が図中象徴的に示されている電子制御装置２のパルスカウンター１８に発信される。運転者がセレクタレバー５を中間位置から第二シフトゲート７内で移動方向１６に動かすように軽く押すと、セレクタレバーはシフトダウンのためにシフトポジション「−」に達し、そのとき、マイナスセンサー２０が該当する信号を電子制御装置２のパルスカウンター１８に発信する。

第一シフト機構４のシフトゲートの他に、シフト装置１は、現在提示されている補助的な第二シフト機構２１を有しており、そこでは、セレクト装置として、ティップボタン２２がマルチファンクションステアリングホイール２３に設けられている。図中、極めて図式的に表示された形態では、ティップボタン２２は、シフトダウン用に第一ボタン２４を、シフトアップ用に第二ボタン２５を有しており、その場合、運転者は、ティップボタン２２をシフトアップ方向あるいはシフトダウン方向に軽く押すことによって、同様に、マニュアルの基準値を電子制御装置２に発信できる。

セレクタレバー５を操作する場合もティップボタン２２を操作する場合も、マニュアル基準値の連続のパルスが、パルスカウンター１８を用いて機能的に相互に結合され、その際、シフト信号が当該結合に応じ発生される。

前記結合の際、シフトアップ「＋」またはシフトダウン「−」用のパルスが合計され、続いて処理される。このとき、パルスカウンター１８のカウント値は、シフトアップ用パルスがある場合、値「＋１」だけ増加され、シフトダウンの際は、それに応じて減少される、つまり、値「１」が引かれる。ティップパルスカウンター１８のカウンターは「０」になるまで減じられる。カウンターが「０」より大きい値を有していれば、シフトアップが要求され、カウンターが「０」より小さい値であれば、シフトダウンが要求される。

二段減速等のような多段シフトをティップ・パルスを介して可能にするために、あるパルスの確認後、適用可能な休止時間が開始され、当該時間内にそれ以降の合計可能なパルスが確認できる。この一定の休止時間の経過後、例えば「−２」より小さいカウント値が確認される場合、これは二段減速または最大減速の要求になる。

パルスの保存を介し、それによって多段減速または多段加速用のシフト信号が発生可能である。但し、その場合、要求された上段へのシフトが非許容として認識された場合、より下段のシフト用のシフト信号が発信される。例えば、要求された二段減速が、高過ぎる出力回転数のために不可能である場合、その二段減速は一段減速に変換されて要求される。

さらに、セレクタレバー５またはティップボタン２２のプラスポジションまたはマイナスポジションを軽く押すことによって電子制御装置２のパルスカウンター１８に発信されるパルスの結合の際に、ある方向へシフトするためのパルスの場合、そのパルスには反対方向にシフトするために少なくとも１つのパルスが先に与えられ、最後（後者）のパルスに対応するシフト信号が発信されて、少なくとも１つの先行したパルスが消去される、ということが考慮されている。これに対するもう一つの選択は、このような場合に、シフト信号の発信が遮断されるということも、考慮され得る。

この機能は、運転者が複数のティップ・パルスをあるシフト方向に発し、その直後、ティップ・パルスを反対方向に発する、という場合のために考慮されている。このとき、シフトされていない以前のすべてのティップ・パルスは消去される。というのは、性急に行動する運転者はすぐに他のギヤに入れたいと思い、そのために何回か軽くたたくということが前提にされるからである。その際、要望されたギヤが超えられ、何のためにティップ・パルスが反対のシフト方向にあらかじめ与えられるのか、に気づく。シフトアップが要求され、ティップ・パルスカウンター１８のカウンターがマイナス領域にあるとき、カウンターは「１」または「０」に設定される。同じようなことは、シフトダウンが要求され、カウンターがプラス領域にある場合にも当てはまり、その場合、ここでは「−１」か「０」に設定される。

その他の形態では、１ティップ・パルス後に遅延時間が開始され、その場合当該遅延時間中にそれ以降のティップ・パルスは確認されない、つまり、例えばギヤシフトの間、ティップ・パルスは１つも受信されない、ということが考慮され得る。さらに、別の形態では、追加の休止時間中に多数のティップ・パルスが発生する場合、ティップ操作の際に、故障やフィードバックなどハードウェアの異常が受容される、ということも考慮され得る。このような場合、セレクタレバーがマニュアルシフトゲート７にあっても、マニュアル操作が断念され得る、ということが考慮され得る。

ここに紹介した特別な形態では、多段加速シフト用のシフト信号は車両の停止中でも発信可能である、ということが考慮されている。すなわち、車両の停止中でも、場合によっては例えば平滑路面上でより高いギヤでの発進を可能にするために、第２速または第３速に軽く触れて入れ、そして再び戻すことができる。その際の条件は、最大負荷ペダル位置があらかじめ設定された最大閾値より浅いことである。この条件が満たされていないと、より上のギヤ選択は無視され、例えば変速機の保護を確実にするために、より下のギヤで発進される。

運転者が第２速または第３速で発進したときでも、提示されているシフト装置１の形態の場合、車両が所定の高速限度を上回るより速い速度から停止される、または、車速が第１速に配分されている速度にまで減速される、というとき、常に最も低いギヤ段階つまり第１速へのシフトダウンが許容される。

第２速または第３速で発進後、適用可能な速度限界及び所定の最大負荷ペダル位置に達する前に、直ちに、ないしは、短い所定の時間枠内で、再び停止され、それによって車両の停止が認識される場合、車両停止からより上のギヤで発進するという要求は、電子制御装置２に保存される。

より上のギヤからの発進で、適用可能な速度限界または最大負荷ペダル位置が超えられる場合、あるいは、運転者が例えば他のギヤを軽くたたいて入れたためにマニュアル基準値のパルスが存在する場合、車両停止から再び発進する場合のより上のギヤに対する要求は、消去される。

さらに、本シフト装置１の場合、電子制御装置２に保存されたティップシフトプログラムに基づき、車両が所定の運転状況に達した場合、シフトが自動的におこなわれる、ということが考慮されている。ここで、そのようなシフトの間、マニュアル基準値のパルスは無視されるか、マニュアル基準値の最初のパルスだけが保存される。これによって、自動シフトは運転者によって望まれたと理解され、運転者のティップ・パルスによる追加のシフト要求は無視され得る。これは、自動シフトアップとシフトアップのマニュアル基準値との組合せにも、また、自動シフトダウンとマニュアルで要求されるシフトダウンにも当てはまる。他の組合せは、回転数限界線を越えるために認められていない。パルスのマニュアル基準値による後続ティップシフトを受容するために、以下の自動シフトの１つないし複数の事象が発生しなければならない。例えば、同期回転数に達している、解除するクラッチの状態が一定値に達した、係合するクラッチの状態が一定値に達した、エンジン介入が終了している、前のギヤに対する回転数差が最大値に達した、新しいギヤに対する回転数差が最小値に達した、そして「シフト完了」状態に達している、などである。

さらに、結合に応じて生じるシフト信号で、当面の運転状況に対し許容できないと認識された場合、結合に至るマニュアル基準値のパルスが所定の時間保存される、ということが考慮されている。例えば、運転者が軽く押すことによってシフトダウンを要求したものの、そのシフトダウンが例えば回転数限界値を超えているために実施し得ないとき、そのティップ・パルスは、運転者がブレーキを操作してアクセルペダルを操作しないとき、所定の時間保存される。これによって、制動の際、エンジンブレーキ力が最適に利用される、すなわち最大許容回転数の時にシフトダウンが達せられる。

本シフト装置で、運転者にはマニュアルシフトモードに対し最大限の余地が与えられることになっているが、ギヤ及びエンジンの保護のために、例えばギヤおよび/またはエンジンに許容を超える高温が確認された場合、マニュアルシフトモードは外され、その際、当該温度を低下させるオートマチックシフトモードのシフト特性曲線が選択される、ということが考慮されている。

本発明は、シフト装置の上記構造形態に限定されるものではなく、マニュアルシフトモードとオートマチックシフトモードとを実現するために、他の任意の構造形態のセレクト装置上でも適用できる、ということは当然のことである。その際、「ティップ（軽く押す）」と言う概念は、ロッカースイッチまたはロータリースイッチを操作することによってパルスを前もって与えることでもある、と理解すべきことをしっかり確認しておかなければならない。

本発明による装置は、段階式自動変速機でもＣＶＴ自動変速機でもあり得る、電子制御される車両用自動変速機を装備した自動車に特に適している。しかしながら、他の車両、例えば電子制御される車両用自動変速機を装備したオートバイや船舶、への適用も考えられる。というのは、ここでも選択に応じて、オートマチックシフトモードかマニュアルシフトモードでの運転が可能であり、マニュアルシフトモードで運転者の要望にもっとも大きく応えられるはずである。

図１は、パルスカウンターを備えた電子制御装置によって制御される車両自動変速機用のシフト装置の概略図を示している。

符号の説明

１ シフト装置
２ 電子制御装置
３ 自動変速機
４ 第一シフト機構
５ セレクト装置、セレクタレバー
６ 第一シフトゲート
７ 第二シフトゲート、マニュアルゲート
８ クロスゲート
９ 信号伝達装置
１０ 信号伝達装置
１１ センサー
１３ スプリング
１４ スプリング
１５ シフトアップ用のセレクト装置のシフト移動方向
１６ シフトダウン用のセレクト装置のシフト移動方向
１７ プラスセンサー
１８ パルスカウンター
２０ マイナスセンサー
２１ 第二シフト機構
２２ セレクト装置、ティップスイッチ
２３ マルチファンクションステアリング
２４ 第一ボタン
２５ 第二ボタン

Claims (12)

1. 自動変速機（３）の現在のギヤを変更するための要求が、車両の所定の運転状況の達成時に、自動的にまたはマニュアルシフトモード内のマニュアル基準値で生成可能である、車両、特に自動車、の自動変速機用シフト装置であって、
   パルスカウンター（１８）が設けられており、
   当該パルスカウンターを用いてマニュアル基準値の連続するパルスが機能的に相互に結合可能であり、
   前記結合時に、シフトアップ（＋）またはシフトダウン（−）用のパルスが合計され、続いて処理され、
   パルスカウンター（１８）の数値は、シフトアップ（＋）用パルスの場合は増大され、シフトダウン（−）用パルスの場合は減少され、
   前記結合に応じてシフト信号が生成可能であり、
   多段加速用のシフト信号が、車両停止時に発信可能であり、
   負荷ペダル位置が最大閾値より浅いとき、多段加速用のシフト信号は、車両停止時に発信可能である
   ことを特徴とするシフト装置。
2. パルス確認後、適用可能な休止時間が開始され、当該時間内にそれ以降の合計可能なパルスが確認可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
3. 多段減速または多段加速用のシフト信号が、前記結合に応じて生成可能である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のシフト装置。
4. 要求されたより上段へのシフトが不許容と認識された場合、より下段のシフト用のシフト信号が発信される
   ことを特徴とする請求項３に記載のシフト装置。
5. 負荷ペダル位置が最大閾値より深いとき、より下段のギヤ段階へのシフト信号が要求されたとして発信される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシフト装置。
6. 車速が所定の高速限度を上回る値から最も低いギヤ段階に配分される値にまで減速されるとき、シフトダウンが最も低いギヤ段階まで許容される
   ことを特徴とする請求項１乃至５に記載のシフト装置。
7. ある方向へシフトするためのパルスで、当該パルスには反対方向にシフトするためのパルスが少なくとも１つ先に与えられている場合、最後（後者）のパルスに対応するシフト信号が発信され、前記少なくとも１つの先行したパルスは消去される
   ことを特徴とする請求項１乃至６に記載のシフト装置。
8. ある方向へシフトするためのパルスで、当該パルスには反対方向にシフトするためのパルスが少なくとも１つ先に与えられている場合、シフト信号の発信が行われず、前記少なくとも１つの先行したパルスは消去される
   ことを特徴とする請求項１乃至６に記載のシフト装置。
9. 車両が所定の運転状況に達したことに基づき自動的におこなわれるシフトの間、マニュアル基準値のパルスは無視される、あるいは、マニュアル基準値の最初のパルスだけが保存される
   ことを特徴とする請求項１乃至８に記載のシフト装置。
10. 結合に応じて生じるシフト信号で、当該信号が当面の運転状況に対し不許容と認識される場合、結合に至るマニュアル基準値のパルスが所定の時間保存される
    ことを特徴とする請求項１乃至９に記載のシフト装置。
11. 自動変速機（３）の現在のギヤを変更するための要求が、車両の所定の運転状況の達成時に、自動的にまたはマニュアルシフトモード内のマニュアル基準値で生成可能である、車両、特に自動車、の自動変速機用シフト装置であって、
    パルスカウンター（１８）が設けられており、
    当該パルスカウンターを用いてマニュアル基準値の連続するパルスが機能的に相互に結合可能であり、
    前記結合時に、シフトアップ（＋）またはシフトダウン（−）用のパルスが合計され、続いて処理され、
    パルスカウンター（１８）の数値は、シフトアップ（＋）用パルスの場合は増大され、シフトダウン（−）用パルスの場合は減少され、
    前記結合に応じてシフト信号が生成可能であり、
    多段加速用のシフト信号が、車両停止時に発信可能であり、
    第１速より上のギヤでの発進後、所定の時間枠内で、適用可能な速度限界及び所定の最大負荷ペダル位置に達する前に、車両の停止が認識されるとき、車両停止から第１速より上のギヤで発進するという要求が保存される
    ことを特徴とするシフト装置。
12. 車両停止から発進を繰り返す場合の第１速より上のギヤに対する要求は、適用可能な速度限界または最大負荷ペダル位置が超えられる場合、あるいはマニュアル基準値のパルスが存在する場合、消去される
    ことを特徴とする請求項１１に記載のシフト装置。

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