JPH10213218A - 車両の変速機におけるギアの切り換えを制御する方法および車両の変速機のための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】燃費を低減しながら快適かつ良好な加減速を行
うこと。 【解決手段】車両の加速度（ａ）を連続的に測定し、車
両の変速機後の被動回転数（ｎ_２）を連続的に測定し、
加速度の値（ａ）およびほぼ同時に記録された被動回転
数の値（ｎ_２）が加速度−被動回転数の図内の切り換え
特性曲線（ｎ_２（ａ））にある切り換えポイントに低下
した時に切り換えを開始し、よって切り換え特性（ｎ_２
（ａ））が少なくとも２つのブレークポイント（ａ ｍ
ａｘ；ａ ｍｉｎ）を備えたステップ状のコースをと
り、加速度の値ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘに対する切
り換え特性曲線の傾きが常に加速度の値ａ≦ａ ｍｉｎ
またはａ≧ａ ｍａｘの傾き以下であり、初期ギアから
次に高い目標ギアへの車両変速機における切り換えを制
御するための方法は、車両の変速機を異なるアクスル比
に接続した時、すべての可能なアクスル比に対しブレー
クポイント（ａ ｍａｘ；ａ ｍｉｎ）を有する切り換
え特性（ｎ_２（ａ））が同じとなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の特徴項
のみならず請求項１１の特徴項に記載の自動車用変速機
の切り換えを制御するための方法、および請求項１７の
特徴項に記載の自動車の変速機のための制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】これまで駆動列、特に接続された機械的
作動ポイント、固定された切り換え点を備えた切り換え
プログラム、または加速度に応答する切り換えプログラ
ムと組み合わせた、外部動力分岐列を備えたトルクコン
バータの原理により作動する自動変速機を備えた駆動列
は公知となっている。切り換え点が固定された切り換え
プログラムを備えた駆動列では、通常、フル負荷の切り
換えはエンジンの上部の回転するレンジｎ_１で行われ
る。燃料に対して重要なシフトアップが公称エンジン回
転数の約８０〜９０％で行われる。この結果、より良好
な自動車の加速を行うのに、より大きなエンジン動力が
利用される。このような自動車の加速は坂道または自動
車内の乗客が多い場合、特にバスの場合に必要となり得
る。しかし、エンジンはより高い回転数において特性上
好ましくない領域で作動する（自動車の特性；負荷およ
び回転数に応じた燃費を参照）ので、この結果、燃費が
増すこととなる。エンジンブレーキにより、かつ燃焼ガ
スをゼロにした状態でのブレーキ動作時には、燃料の供
給が停止されるので、エンジンの回転数は燃費に全く影
響しない。ギア間の振動を防止するため、一般にキック
ダウンを行う場合を除き、ギアシフトアップよりも低い
エンジン回転数でギアシフトが行われる。更に切り換え
点が固定されたギア切り換えプログラムは部分的負荷ま
たは負荷のない状態では、フル負荷時よりも低いエンジ
ン回転数で所定のギア切り換えポイントが生じるように
設計されている。更にいわゆるギアを可能な最高のエン
ジン回転数まで作動できるようにするいわゆるブローバ
イ機能またはキックダウン機能も設けることができる。
かかる切り換えポイントが固定されたギア切り換えプロ
グラムは、動力を追求して大きな燃費を特徴とするよう
に作動するか、または燃費を追求して作動するかのいず
れかである。

【０００３】従って、本発明の課題はすべての運転状態
で安全性の理由からより快適かつ良好な加速および減速
を行うだけでなく、環境保護の見地から燃費を低減する
目的から、改善されたエンジン変速管理を行うことがで
きるよう、駆動ユニットを作動するための方法およびこ
の方法を実施するための装置を更に開発することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる解決案
は、請求項１の特徴事項を特徴とする。従属項には有利
な実施例が記載されている。

【０００５】次は用語の一部の説明である。 −「達成される回転数（ｒｐｍ）」とは、次のギアすな
わちギア切り換え後のギアで得られるエンジン回転数の
ことである。 −「切り換え回転数」とは、次に高いまたは次に低いギ
アへ、ギアのシフトを行うギアにおける、現在のエンジ
ン回転数のことである。 −「限界回転数」とは、最も低い、可能な切り換え回転
数および最も高い可能な切り換え回転数のことである。 −「回転数レンジの切り換え」とは、切り換えを行った
ギアの限界回転数によって示される回転数レンジのこと
である。 −「目標回転数」とは、切り換えによって得られる、目
標とするエンジン回転数のことである。 −「目標回転数レンジ」とは、目標ギアにおける目標回
転数によって制限されるエンジン回転数レンジのことで
ある。 −インデックスである「ｃｏｎｖ．」とは切り換え点が
固定された切り換え方法を特徴とする。

【０００６】本発明によれば、加速度に応じて切り換え
が行われる。条件すなわち駆動抵抗に応じ、更に低燃費
が好ましいのか、または充分な加速度が好ましいのかに
応じ、より低い駆動すなわちエンジン回転数またはより
高い駆動すなわちエンジン回転数で切り換えが行われ
る。切り換え自体は自動車の加速度または減速度によっ
て決定される。常に次の２つの運転制限状態または加速
度が考慮される。

【０００７】１．車両の負荷が小さい場合、平らか、下
り傾斜地形では車両の加速度が大きい状態。 ２．車両の負荷が大きく、傾斜の上向きの地形では、車
両の加速度が小さい状態。

【０００８】前者の場合、低回転数で大きな自動車の加
速度が得られる。従って、ギアの切り換えは比較的低い
駆動回転数の時に早期に行うことができ、これにより燃
費を低減できる。同じ理由から、より低いエンジン回転
数においてより低い減速時にギアシフトダウンが行われ
る。

【０００９】第２のケースではより大きなエンジン動力
が必要であるので、比較的高いエンジン回転数でギアの
シフトアップが行われる。ギアのシフトアップまたはシ
フトダウンは測定される自動車の加速度または減速度に
応じ、これら２つの駆動状態すなわち切り換え回転数の
レンジ内でスムーズに行われる。切り換え回転数レンジ
自体は負荷の程度に依存するので、負荷がより多ければ
より高い回転数で切り換えが行われる。

【００１０】加速／被動回転数特性は加速／被動回転数
グラフにおいてステップ状となる。ここで２つの制限状
態、すなわち車両の負荷が小さく、平らまたは下向きの
地形の場合の状態と、車両の負荷が大きく上向きの傾斜
地形の場合を考慮する。すなわち、大きく加速するか少
なく加速するかを考慮する。

【００１１】加速度が大きい時は、低い切り換え回転数
の値で切り換えを開始する。すなわち、目標とするギア
で同じ目標回転数に達すべきことを条件に、切り換えポ
イントの固定された従来の切り換えプログラムの場合よ
りも早期に切り換えが開始される。そうでない場合、す
なわち同じ切り換え回転数で切り換えを開始すると、達
成される目標回転数はより高い駆動、またはエンジン回
転数の値に移る。加速度が小さく、必要な負荷が大きい
場合、より高い駆動またはエンジン回転数の値で次の高
いギア比への切り換えが行われるが、この時の回転数の
値は達成される目標とする回転数を考慮し、従来の切り
換え方法よりも小さい値となる。得られる目標とする回
転数は加速度を考慮しない場合、従来の切り換えで得ら
れる従来の回転数の値に対応することが好ましい。

【００１２】２つの目標回転数の値はいわゆる目標とす
る回転数のレンジを決定する。切り換えは加速度に応
じ、これら２つの状態の間で徐々に行われる。従って、
加速度／被動回転数のグラフではステップ状の特性が得
られる。目標とする回転数および対応する切り換え時の
回転数は、ギアの切り換えを次に高いギアへ行うのか、
または次に低いギアへ行うのかじ応じて目標ギアおよび
元のギアにおける重要なエンジン回転数を考慮し、あら
かじめ自由に決定できる。しかし、目標とする回転数の
値は切り換え点が固定された従来の切り換え方法で決定
される値と同じでもよい。

【００１３】しかし、ステップ状の特性は目標ギアにお
けるより低い目標回転数および別の上部の達成可能な回
転数で達成できるにすぎない。目標ギアにおける上部の
達成可能な回転数は、１つの切り換えエンジン回転数で
切り換える時に達成されるにすぎないが、下方の目標エ
ンジン回転数は多数の異なる切り換え回転数の値を導入
した切り換え方法で達成される。

【００１４】次に、高いギアまたは次に低いギアへ切り
換えるための理論的に利用できる切り換え回転数の総レ
ンジは、常に最低のクリチカルなエンジン回転数および
最大エンジン回転数（限界エンジン回転数の値と称され
る）によって決定される。正の大きい加速度の場合に最
低のクリチカルなエンジン回転数、特にシフトアップ時
の目標ギアにおける駆動またはエンジン回転数を特に考
慮し、更に負の高い加速度の時にはシフトダウン時の初
期ギアにおける駆動およびエンジン回転数を考慮し、ギ
アの切り換えが早期に行われる。重量アクスル比および
エンジンモーメントを考慮することによって駆動特性に
良好に適合できる。加速度が小さい時には回転数の値が
大きいときに切り換えが行われる。

【００１５】従来の切り換え点が固定された駆動プログ
ラムでは、ギアのシフトアップおよびシフトダウンは固
定された所定の切り換え回転数の値で行われる。被動回
転数／駆動回転数のグラフでは、このことは走行抵抗に
応じた、すなわち切り換え中の加速度に応じた目標回転
数が異なることを意味している。極端なケースでは、ギ
ア切り換えによって分割された被動回転数が一定の目標
回転数が得られ、そうでない場合は目標回転数の値はよ
り高くなる。加速度に応じた切り換え方法では、可能な
切り換え回転数レンジが広がるので、切り換え後もあら
かじめ決定された目標回転数があった場合でも、加速度
の大きいときには車両の加速度に応じて従来の切り換え
方法と比較し、シフトアップ中のより低い切り換えレン
ジで切り換えが起こり得る。換言すれば、車両の加速度
が大きいときにシフトアップすると、従来の切り換え点
が固定された切り換えプログラムの場合よりも、より低
いエンジン回転数の値で切り換えが行われる。しかし、
従来の切り換え方法における可能な最も低い値よりも小
さいエンジン回転数の値で切り換えが行われる場合、加
速度に影響を与えることなく、目標ギアで常に同じ回転
数がえられるよう、切り換え時の回転数および加速度を
考慮して切り換え方法を設計し、これを導入することが
可能である。

【００１６】少なくとも１つの目標回転数が達成される
ように車両の加速度および負荷に応じて切り換えレンジ
が設定される。このような切り換えレンジは、目標内の
最低のクリチカルな回転数の領域内に定めることができ
るが、これよりも低くすることはできない。双方の限界
状態を考慮すると、２つの目標回転数の値の間で常に１
つの回転数に達するよう、切り換えレンジが設定され
る。

【００１７】本発明の第１の要旨によれば、これまで詳
細に説明した加速度に応答する切り換えプログラムの切
り換え特性は同じ切り換えプログラムで燃料消費量を最
適にするように、異なるアクスル比を考慮して設定され
る。

【００１８】この目的のため、本発明によれば、切り換
えプログラムの基礎である加速度／被動回転数の特性ｎ
_２（ａ）を最低アクスル比を有するバックアクスル変速
機の切り換え頻度に調節されるように考慮される。次に
加速度が大きいレンジではより低いエンジン回転数の値
で切り換えが行われ、高い加速度の領域ではより高い回
転数の値で切り換えが行われるので、使用を意図する応
用例に対して最低アクスル比を有する車両が最適とな
る。アクスル比の高い車両の場合、切り換え点は、アク
スル比のより低い車両よりも実質的により高い加速度内
にある。従って、車両はより低いエンジン回転数でシフ
トする傾向があり、このことも燃料消費量の見地から有
利である。従って、本発明の第１の要旨によれば、異な
るバックアクスル比に対して同じ切り換え特性を使用で
きる。

【００１９】本発明の別の要旨によれば、加速度に応答
する切り換えプログラムが根拠とする切り換え特性は、
車両の特定の応用領域に適す。

【００２０】この目的のため、切り換え点がメモリ内に
書き込まれ、所定の数の切り換え点から平均値が形成さ
れ、この平均値は特性の位置を決定する。このように、
異なる利用条件にも拘わらず燃料消費を最適にすること
が可能であるので、快適さを低下させるような所定の最
低駆動回転数よりも低くなることが防止される。

【００２１】切り換え特性の位置の他に本発明の別の変
形例として応用分野に応じ、切り換え特性曲線の傾きを
変えることも可能であり、これにより目標回転数よりも
低くなることは好ましくないことであり、このようなこ
とはすべてのケースで防止できる。この方法の他に本発
明は特にこの方法を実施するための制御装置も提供する
ものである。

【００２２】制御デバイスは、車両の加速度および被動
回転数を記録するための手段、例えばセンサーを含む。
制御デバイスは、例えばメモリ素子を備えたマイクロコ
ンピュータユニットであることが好ましい。第１メモリ
領域には、ブレーク点ａ ｍｉｎおよびａ ｍａｘのみ
ならず特性ポイント（ここで加速度に応答する切り換え
のためのステップ状特性曲線ｎ_２（ａ）はゼロとなる）
が入力される。更に制御デバイスはマイクロプロセッサ
を含む。このマイクロプロセッサは実際に測定された車
両の加速度および入力されたパワーメーター値を使って
ステップ状の特性上の切り換え時の回転数を計算し、こ
の値と実際に測定された回転数とを比較する。実際に測
定された回転数が計算された回転数以上であると、ギア
シフトアップが開始される。

【００２３】いくつかの切り換えにより別のメモリ領域
に蓄積される加速度の値を使い、マイクロプロセッサの
助けにより切り換えを開始した加速度の値から平均値Ｓ
が形成される。例えば、かかる平均は１０回の切り換え
後に実行できる。

【００２４】マイクロプロセッサの助けにより切り換え
特性に対する特性値、例えば後に定義されるブレーク点
ａ ｍａｘおよびａ ｍｉｎを第１メモリ領域から読み
出す ａ ｍｉｎ内にあるかどうか判断される。このようなケ
ースでない場合、マイクロプロセッサおよび所定の計算
方法、例えばＳがａ ｍａｘおよびａ ｍｉｎによって
定められる領域の中心に常に存在すべきであるとする所
定の計算方法、すなわち

【００２５】

【数４】

【００２６】を使い、新しい特性を計算し、第１のメモ
リ領域に書き込む。加速度の平均値Ｓへのａ ｍａｘお
よびａ ｍｉｎの適応化と同様に、ａ＞ａ ｍａｘに対
して特性の傾きを調節できる。この目的のために制御デ
バイスは切り換え後、駆動回転数の値を読み出し、記憶
する第３メモリ領域を有する。以下、添付図面を参照
し、本発明に係わる解決案について説明する。

【００２７】

【発明の実施の態様】図１は、加速度に応答するギア切
り換えプログラムの基本原理を略図で一般的に示す。説
明上、２つの図では、車両の加速度Ａは駆動回転数ｎ_２
に比例する車速ｖの関数としてプロットされており、エ
ンジンの回転速度または駆動回転速度ｎ_１は第１ギアか
ら第２ギアのみならず、第２ギアから第３ギアへの個々
のギア切り換えに対する車速ｖの関数としてプロットさ
れている。これより常に２つの制限走行条件または加速
度が考慮されていることが理解できよう。

【００２８】１．平面または下り傾斜地形上で車両への
負荷が少ない走行は、エンジンの回転数の値ｎ_１が小さ
くても十分な車両の加速度を与える。この場合、比較的
低いエンジン回転数ｎ_１で常に早期にシフトアップが行
われ、これにより一般に燃料消費量が低減されることと
なる。

【００２９】２．更に車両の負荷が大きいか上向きの傾
斜地形では、更に大きなエンジン動力が必要である。従
って、比較的大きいエンジン回転数でシフトアップが行
われる。

【００３０】ギアのシフトアップ、またはシフトダウン
は測定された加速度または減速度に応じ、これら２つの
走行条件の間で、すなわち図でＳＤＢと表示されたいわ
ゆる切り換え回転数レンジ内でスムーズに行われる。Ｓ
ＤＢ_{（１−２）}なる表示は第１ギアから第２ギアへシフ
トするためのシフト回転数レンジを示すものであり、Ｓ
ＤＢ_{（２−３）}なる表示は第２ギアから第３ギアへシフ
トする場合の駆動回転数またはエンジン回転数に関連し
た切り換え回転数レンジを示すものである。

【００３１】更に、切り換え回転数レンジＳＤＢは対応
する負荷ステージによって決まる。負荷が大きい場合、
一般に高い切り換え回転数でシフトが行われるので、次
のギアでより大きいエンジンまたは駆動回転数が生じ
る。切り換え回転数レンジＳＤＢ_{（１−２）}およびＳＤ
Ｂ_{（２−３）}は第１ギアから第２ギア、更に第２ギアか
ら第３ギアへの切り換え時に、それぞれ下方の切り換え
回転数ｎ_{１ＵＳ（１−２）}およびｎ_{１ＵＳ（２−３）}に
よって境界が定められ、更に第１ギアから第２ギアへ、
または第２ギアから第３ギアへの切り換え時にそれぞれ
上方切り換え回転数ｎ_{１ＵＳ（１−２）}およびｎ
_{１ＵＳ（２−３）}によって境界が定められている。最小
の切り換え回転数ｎ_{１ＵＳ（１−２）}およびｎ
_{１ＵＳ（２−３）}は目標ギアにおける最低のクリチカル
な駆動またはエンジン回転数ｎ_１から決定される。この
ように回転数は、このクリチカルな回転数よりも低くな
らないように保証される。このクリチカルな回転数より
下回った場合、トルク振動の結果として車両のノイズが
生じたり、車両がガタガタ振れる。

【００３２】各切り換え回転数レンジＳＤＢ_{（１−２）}
およびＳＤＢ_{（２−３）}にはそれぞれ目標ギアにおける
目標回転数レンジＺＤＢ_{（１−２）}またはＺＤＢ
_{（２−３）}が割り当てられている。これら目標回転数レ
ンジは、下方の目標回転数ｎ_{１ＵＳ （１−２）}およびｎ
_{１ＵＳ（２−３）}と上方の目標回転数ｎ
_{１ＯＺ（１−２）}およびｎ_{１ＯＺ（２−３）}によって境
界が定められている。個々のギアにおける最低の目標回
転数の値は、シフトアップ時の最低のクリチカル駆動ま
たはエンジン回転数によって制限されている。シフトダ
ウン時にはクリチカルなエンジン回転数が初期ギアにお
ける最低切り換え回転数を設定するための基準となって
いる。

【００３３】更に図１に示されるような通常の加速度に
応答する切り換えを更に変えることが可能である。この
ような機能は ａ）燃費追求型または ｂ）動力追求型 の加速度応答切り換え方法のいずれかによって行うこと
ができる。

【００３４】図２のａおよび図２のｂは、２つのグラフ
において加速度に影響することなく、極端なケースにお
ける切り換え方法に対する切り換え点の固定された従来
の切り換え方法の特性を示している。これら図では車両
の加速度ａは被動回転数ｎ_２に比例する車速ｖの関数と
してプロットされており、エンジンの回転数または駆動
回転数ｎ_１は切り換え方法に対する車速の関数としてプ
ロットされている。従来のスイッチングでは、例えば切
り換え回転数ｎ_{１Ｚ（ＣＯＮＣ．）}において切り換えが
行われる。極端なケースでは加速度に影響することなく
第３ギアにおいて ン回転数に達する。加速度／被動回転数の図では、この
ような切り換えプロセス しかし、例えば車両が空で、下り坂を進んでいる最中に
切り換えが行われると、物理的な条件により加速が発生
するので、ｎ_{１Ｚ（ＣＯＮＶ．）}で切り換えが開始され い駆動回転数、従って高い被動回転数、本例では

【００３５】次の図では例を使って種々の可能な変形例
と共に本発明に係わる加速度応答切り換え方法について
説明する。図３は第２ギアから第３ギアへの切り換えに
関連した、第２ギアにおける作動または切り換え回転数
領域におけるエンジンの駆動回転数ｎの関数としての、
エ この作動または切り換え領域は切り換え回転数レンジＳ
ＤＢ_{（２−３）}として表示されており、第２ギアから第
３ギアへの切り換えを行い得る最低回転数ｎ_１はｎ
_{１ＵＳ（２−３）}と表示されている。第２ギアから第３
ギアへの切り換えを行うことができる最大回転数はｎ
_{１ＵＳ（２−３）}と表示されている。これら２つの回転
数の値は切り換え回転数領域ＳＤＢ_{（２−３）}を制限し
ており、この図からは第２ギアにおいて回転数が低い
時、燃料消費量は低いが、エンジントルクは高くなるこ
とが理解できる。逆に、第２ギアにおいて、可能な最大
の切り換え回転数ｎ_{１ＯＳ（２−３）}の時に低いエンジ
ントルクで燃料消費量が最大となることが判る。

【００３６】図４のａおよび図４のｂは、駆動回転数ｎ
_１を被動回転数ｎ_２の関数としてプロットし、加速度ａ
を駆動回転数ｎ_２の関数としてプロットした２つの図に
より、第２ギアから第３ギアへ切り換えるための加速度
応答切り換え方法の加速度応答変形例を示している。図
注の数値は単に説明のためのものにすぎない。

【００３７】従来の切り換え方法では第２ギアにおける
最低の可能な切り換え回転数ｎ
_{１ＵＳ（ＣＯＮＶ．）}は、例えば毎分１７００回転であ
り、この回転数では加速度に影響することなく、毎分１
２５０回転の値の目標回転数ｎ_{１ＵＺ（ＣＯＮＶ．）}と
して第３ギアにおいて駆動回転数またはエンジン回転数
を得ることができる。しかし、可能な加速度成分を考慮
することに基づき、かなり早期に、例えばｎ
_{１Ｓ（２−３）}の小さい切り換え回転数の値、例えば毎
分１５６５回転の最低切り換え回転数ｎ
_{１ＵＳ（２−３）}で切り換え方法を導入できる。これに
も拘わらず、本例では駆動またはエンジン回転数ｎ
_{１ＵＺ（２−３）}＝毎分１２５０回転のｎ
_{ＵＺ（ＣＯＮＶ．）}に達する。ｎ_{１ＵＳ（２−３）}から
ｎ_{１ＵＳ（ＣＯＮＶ．）}までの切り換え回転数の一部レ
ンジ内で値を切り換えると、毎分１２５０の第３ギアに
おけるこのような駆動回転数またはエンジン回転数が得
られる。従って、この回転数ｎ_{１ＵＺ（２−３）}は目標
回転数ｎ_{ｔａｒｇｅｔ／ｍｉｎ}とも称される。これと類
似し、これら結論を上方切り換え回転数、すなわち可能
な最大の切り換える回転数に変換することもできる。第
２ギアにおける可能な最大の切り換え回転数は、従来の
切り換え方法ではｎ_{１ＯＳ（ＣＯＮＶ．）}＝毎分１９７
０回転である。切り換え完了後、第３ギアでは駆動すな
わちエンジン回転数ｎ_{１ＯＺ（ＣＯＮＶ．）}＝毎分１４
５０回転である。しかしながら、加速度応答切り換えの
場合、切り換え成分が生じると、例えばエンジン回転数
ｎ_{１Ｓ（２−３）}＝毎分１８９０回転において加速度の
大きさの関数として早期に切り換え方法を導入できる。
これにも拘わらず、第３ギアでは再び同じ被動またはエ
ンジン回転数の値 ａ＝０ｍ・_Ｓ−２の加速度では、ｎ_{１Ｓ（２−３）}＝ｎ
_{１ＯＳ（ＣＯＮＶ．）}において第２ギアから第３ギアへ
の切り換えが行われるので、この切り換え回転数は第２
ギアから第３ギアへの加速度応答切り換えをするための
ｎ_{１ＯＳ（２−３）}として表示される。

【００３８】第２ギアから第３ギアＳＤＢ_{（２−３）}へ
の切り換えを行うための切り換え回転数レンジは、例え
ば回転数の値ｎ_{１ＵＳ（２−３）}およびｎ
_{１ＯＳ（２−３）}のみによって制限される。本発明によ
れば、この切り換え回転数レンジにおける切り換え回転
数の値の決定は切り換えの完了後、すなわち第３ギアに
おいて目標回転数レンジｎからｎ_{１ＯＳ（２−３）}まで
のＺＤＢ_{（２−３）}において、被動回転数ｎ_１Ｓが得ら
れ、回転数の値がシフトアップ時の目標ギアにおける最
低クリチカル被動回転数またはエンジン回転数よりも小
さくならないように行われる。

【００３９】大きな加速時において早期に切り換えをす
る結果、より低いエンジン回転数または駆動回転数が得
られる。各加速時に駆動またはエンジン回転数、すなわ
ち初期ギアにおける切り換え回転数ｎ_１Ｓにおいて考慮
すべき２つの制限状態に応じて切り換え方法を開始する
ことが重要である。初期ギアでは常に回転数すなわち目
標回転数ｎ_１Ｚが次のギアにおける目標回転数領域内に
入る。従って、第２ギアから第３ギアに切り換える際、
加速度成分を利用する。この加速度成分は切り換え点が
固定された従来の切り換え方法と比較して、次のギア、
本例では第３ギアにおいてより高いエンジンまたは駆動
回転数を有する。加速度成分を考慮すると、第２ギアか
ら第３ギアへの切り換え中の切り換え回転数レンジＳＤ
Ｂ_{（２−３）}を従来の切り換え方法と比較してより低い
駆動またはエンジン回転数の値にシフトできる。

【００４０】 ができる目標回転数ｎ_{１ＵＺ（２−３）}およびｎ
_{１ＯＺ（２−３）}は、目標回転数レンジＺＤＢ
_{（２−３）}を決定する。 さは加速度を考慮することなく、切り換え方法における
目標ギアで達成される目標回転数の値に従って決定され
る。本ケースでは、このことはｎ_{１ＵＺ（２−３）}＝毎
分１５６０回転のエンジンまたは駆動回転数にて、かつ
ｎ_{１Ｓ（２−３）}＜ｎ_{１Ｓ（ＣＯＮＶ．）}、例えばｎ
_{１Ｓ（２−３）}＝毎分１６００回転のより高い被動回転
数で、第２ギアから第３ギアへ切り換えると、

【００４１】車両が空で、加速度が最大の場合、より低
い限界回転数ｎ_{１ＵＳ（２−３）}で第２ギアにおける切
り換えが行われるが、例えば負荷が１００％であり、加
速度が最小の場合、切り換えレンジＳＤＢ_{（２−３）}で
あって、かつ切り換え回転数ｎ_{１Ｓ（２−３）}＜ｎ
_{１ＯＳ（ＣＯＮＶ．）}＝ｎ_{１ＯＳ（２−３）}での極めて
高い回転数の値で切り換えが行われる。

【００４２】図４のｂは、下記の２つの限界状態の目標
回転数の値に対する、生じる加速度／被動回転数の特性
ｎ_２（ａ）を示す。 １）車両が空で、加速度が大きい状態 ２）負荷が１００％で加速度が小さい状態

【００４３】 る２つの特性の間の関係は加速度の影響を示しており、
第２ギアから第３ギアへ 車両がほとんど空である場合に、車両によって達成され
る最大加速度である。 車両がほとんど満載の車両である場合に、車両によって
達成される最大加速度である。

【００４４】 生じ得る。

【００４５】 ｎ_１ＯＳの領域における切り換え回転数に対応する。

【００４６】 特性ｎ （ａ）は、負荷のかかった状態にしか適用され
ない。しかし、駆動装置の動力出力ステージの位置、例
えばスロットルバルブ位置に対応して異なる負荷状態が
得られるが、この負荷状態は切り換え回転数レンジの設
計時または切り換え中に考慮しなければならない。

【００４７】１）連続的に、または ２）負荷ステップを割り当てたエンジンモーメントの関
数として、目標回転 との間の理論的に可能なレンジ内で切り換えた後、次の
ギアで駆動およびエンジン回転数の値ｎ_１Ｚを設定でき
る可能性がある。この第２のケースでは負荷ステージの
数に応じ、同じ数のあらかじめ決定可能な目標回転数レ
ンジのみならず、それに対応する大きさを変えることが
できる切り換え回転数レンジを区別することができ、

【００４８】図４のｂ内の鎖線は、従来の簡単な加速度
に応答しない切り換えに対する公知 場合、ｎ_１ＵＳの切り換え回転数において第２ギアにお
ける切り換えが行われるが、最小加速度で、例えば１０
０％の積載状態では、切り換え回転数ｎ
_{１ＯＳ（ＣＯＮＶ．）}でも切り換えが行われる。ハッチ
ングは２つの特性のずれを示す。これから、本発明によ
れば、従来の既知の特性 値で切り換えが行われるが、最小加速時で大積載状態の
場合、より高い回転数の値で切り換えが行われる。

【００４９】図５のａおよび図５のｂでは、駆動回転数
ｎ_１は被動回転数ｎ_２の関数としてプロットされている
だけでなく、車両の加速度ａは被動回転数ｎ_２の関数と
してプロットされている。一例として、第２ギアから第
３ギアへの切り換えを参照して再び切り換え方法につい
て説明する。従って、インデックス（２−３）における
ブレークポイントの表示は下記では省略し、ブレークポ
イントは一般にａ ｍａｘおよびａ ｍｉｎと表示す
る。

【００５０】切り換えプログラムに対し、被動回転数ｎ
_２が重要となっている変速機被動列の後方において、被
動列に異なるバックアクスル比となるように接続されて
おり、よって車両の最終速度に影響するようになってい
る場合、当然、走行特性のみならず加速特性も選択され
たバックアクスル比に応じて変わる。アクスル比が高
く、最終速度が低い場合、同じ被動回転数ｎ_２では低ア
クスル比および最終高速度における場合よりも、より高
い加速度の値が得られる。同じ被動回転数で得られるよ
り高い加速度に基づき、高いアクスル比を有する車両で
はアクスル比の低い車両よりも低い駆動回転数の値で切
り換え、同じ目標回転数に達することが可能となる。例
えば図５のａによれば、アクスル比の低い 約１３８０回転まで低くできる。上記規則によれば、か
かるアクスル比を有する車両ではブレークポイントａ
ｍａｘ_{ＡＸＬＥ２}およびａ ｍｉｎ_{ＡＸＬＥ２}を有する
図５のｂに示された特性２２が得られる。

【００５１】上記低い比を有するアクスル変速機では、
車両によって得られる加速度の値は 例えば上記に記載したように形成されたブレークポイン
トａ ｍａｘ_{ＡＸＬＥ１}およびａ ｍｉｎ_{ＡＸＬＥ１}を
有する特性曲線１１が得られる。

【００５２】これから判るように、アクスル比の関数と
して加速度に応答する切り換えプログラムに対する個々
の切り換え特性曲線ｎ_２（ａ）を設ける必要がある。他
方、本発明に係わる方法により、大幅に異なるアクスル
比に対し同じ切り換えプログラムを用いて最適な結果を
得ることが可能となり、これによりコストが大幅に節約
できる。

【００５３】本発明によれば、すべてのアクスル比に適
用可能な切り換え特性ｎ_２（ａ）において、車両の最小
のアクスル比に対しブレークポイントａ ｍａｘおよび
ａ ｍｉｎが設定され、よってすべての可能なアクスル
比に対し切り換え特性１１を使用できる。

【００５４】図５のｂから判るように、切り換えの開始
時に達成される加速度の分布を示す曲線１０で示される
ような最低アクスル比では、大部分の切り換えポイント
は主

【００５５】より高い変速比を有するアクスル変速機に
対し、曲線２０に従った曲線点はこのレンジ外にある。
このことはほとんどの切り換えは最適な特性２２の場合
よりも低い回転数で行われる傾向があることを意味して
いる。しかし、より高い加速度のために、このことは問
題とはならない。逆に切り換えはより低いエンジン回転
数で行われる傾向があることにより、かかる切り換え特
性は燃費の観点から有利である。本発明に係わる特性の
設計により、最低比を有するアクスル変速機に対し、被
動列の後で切り換えられる変速機とは無関係に、他の可
能なアクスル変速機に対し同じ切り換えプログラムを用
いて最適な燃料特性を得ることができる。

【００５６】車両の燃料特性は車両が置かれた環境およ
び車両パラメータによっても大きく影響される。従っ
て、所定の被動回転数および所定の加速度の値で開始さ
れる切り換えは、特性が不適性に設計されている場合、
坂道の地形で過度に早期に行われ、この結果、所望する
目標被動回転数に達することができなくなる。

【００５７】切り換え特性の設計が根拠とする車両パラ
メータからのずれも、最適でない切り換え特性を生じさ
せる。摩擦抵抗が大きくなるか、またはエンジン動力が
小さくなると、加速度の値もより低くなり、これにより
切り換え回転数の値が高くなり、よって燃料消費量も増
える。

【００５８】かかる問題は、特にアクスル比の小さい車
両で生じる。従って、本発明によれば、切り換えポイン
トを分散させ、これらポイントを制御機器の切り換えポ
イントメモリに入力するようになっている。

【００５９】例えば図６のｂに示されるように、動作用
の分布曲線３０が得られるが、この曲線の重心はＳで表
示されている。特性が適合しない場合、切り換えは高い
被動回転数で生じる傾向となり、これにより燃料消費量
が大きくなる。切り換えポイントの分布曲線に適合しな
い特性の一例としては、曲線ポイントａ ｍａｘおよび
ａ ｍｉｎを有する図６のｂに示された特性４０があ
る。

【００６０】従って、本発明は切り換えポイントａ ｍ
ａｘおよびａ ｍｉｎが分布曲線の重心Ｓに関連するよ
う、切り換え分布曲線３０に対応する曲線特性を適合さ
せることを提案するものである。このように適合された
切り換えポイントａ ｍａｘ（ａｄａｐ）およびａ ｍ
ｉｎ（ａｄａｐ）を有する特性４２は、使用される領域
および対応する車両に対し燃料消費量および走行上の快
適性に関して最適となる。

【００６１】わずか１０の切り換えプログラムを記録し
た後に、切り換え平均値Ｓを探すのに平均値を形成する
ことを行うことができ、このようにして良好な結果が得
られる。当然ながら１１以上または９以下の切り換えプ
ログラムの平均値を得ることも可能であり、この数は頻
繁に発生する状況を処理するかどうかによって決まる。

【００６２】上記のように、切り換え後の最終エンジン
回転数である目標回転数を満たすことは重要である。回
転数が目標回転数（この目標回転数は本例では限定な
く、第 大点を通過する際にエンジンノイズを発生させる最低ク
リチカル回転数 量がより高くなる。車両およびエンジンに固有の特性が
変化し、分散しているために、変速機を導入しても実際
の回転数がすべての場合において目標回転数ｎ
_{１ＵＺ（２−３）}よりも低くならないように保証するこ
とは不可能である。

【００６３】従って、本発明の別の発展例では切り換え
方法に加速度の値を含めるだけでなく、切り換え後のエ
ンジン接続部の回転数を含めることが提案される。この
値は制御機器のメモリに入力できる。ａ ｍａｘ、ａ
ｍｉｎが調節された走行中に得られる記憶された自動車
接続回転数の値を用い、駆動中に行われるすべての切り
換えまたはほとんどの切り換えにおいて常に最小の接続
回転数ｎ_１ＵＺに達するよう、直線として形成された加
速度／被動回転数特性ｎ_１（ａ）_ｕの傾きｎ’_１＝ｇを
選択できる。このように、例えば車両におけるすべての
ノイズが防止される。図７のｂに示された例では、空の
車両に対する２つの加速度／被動回転数直線ｇ_１および
ｇ_２が示されている。特性曲線ｇ_１は坂の地形での使用
を示すものであり、特性曲線ｇ_２は平らな地形での使用
を示す。同じ所定の加速度の場合、車両は平らな地形よ
りも坂道の地形でより高い被動回転数にて切り換えられ
る。これにより坂道の地形では切り換え回転数ｎ_１が大
きいので、平らな地形と同じ加速度で同じ目標回転数ｎ
_{１ＵＺ（２−３）}が達成される。

【００６４】ａ ｍｉｎおよびａ ｍａｘを適応化した
場合のように、駆動自体の間で直線ｇ_１およびｇ_２の傾
きを適応させることもできる。この目的のために、読み
出された値に対して平均化を実行し、それに対応し、特
性曲線の傾きを変える。

【００６５】従って、本発明によれば、バックアクスル
比が異なっているにも拘わらず、燃料特性の見地から最
初に最適切り換え特性を維持することが可能である。更
に本発明は、車両の最適な燃料、消費特性が常に得られ
るよう、完全にことなる使用条件に対し車両の切り換え
特性を変える可能性を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】駆動回転数／加速度グラフより加速度応答切り
換え方法の基本原理を示す略図である。

【図２】従来の切り換え方法を説明する図である。

【図３】自動車の特性領域の一部により燃料消費量およ
びトルクと、ギア内の駆動回転数との関係を示す図であ
る。

【図４】一例による加速度応答切り換えプログラムの特
性を示す図であり、そのうちのａは駆動回転数と被動関
係との関係を示す図であり、ｂは加速度と被動回転数と
の関係を示す図である。

【図５】被動／駆動回転数および加速度ならびに被動回
転数の特性のみならず、異なるバックアクスル比に対す
る切り換え頻度の分布を示す図であり、そのうちのａは
駆動回転数と被動回転数の関係を示したグラフであり、
ｂは加速度と被動回転数との関係を示したグラフであ
る。

【図６】坂道の領域および平らな領域の双方における異
なる走行状況に対する特性および切り換え頻度分布を示
すグラフであり、そのうちのａは駆動周波数と被動示す
の関係を示すグラフであり、ｂは加速度と被動回転数と
の関係を示すグラフである。

【図７】坂道領域または平らな領域の走行に対する異な
る特性曲線の傾きを持ったグラフであり、そのうちのａ
は駆動回転数と被動回転数との関係を示し、ｂは加速度
と駆動回転数との関係を示すグラフである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月９日

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図２】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者 エルウィン ロッター ドイツ国 89564 ナットハイム ファル ケンヴェーク ８ (72)発明者 フォカー シェンプ ドイツ国 73271 ホルツマーデン シラ ーシュトラーセ 29 (72)発明者 ヴィルフリート マイヤー ドイツ国 89518 ハイデンハイム タル ホフシュトラーセ 26

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の加速度（ａ）を連続的に測定し、 車両の変速機の後の被動回転数（ｎ_２）を連続的に測定
   し、 加速度の値（ａ）およびほぼ同時に記録された被動回転
   数の値（ｎ_２）が加速度−被動回転数の図内の切り換え
   特性曲線（ｎ_２（ａ））にある切り換えポイントに低下
   した時に切り換えを開始し、よって切り換え特性曲線
   （ｎ_２（ａ））が少なくとも２つのブレークポイント
   （ａ ｍａｘ；ａ ｍｉｎ）を備えたステップ状のコー
   スをとり、加速度の値ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘに対
   する切り換え特性曲線の傾きが常に加速度の値ａ≦ａ
   ｍｉｎまたはａ≧ａ ｍａｘの傾き以下であり、従っ
   て、次の式 【数１】 ｜ｎ_２（ａ_１）｜＜｜ｎ_２（ａ_２）｜ここ
   で ａ_１∈［ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘ］および ａ_２∈］ａ ｍａｘ＜ａ＜∞［または ａ_２∈［０＜ａ＜ａ ｍｉｎ［ が常に成立する特性を有する、初期ギアから次に高い目
   標ギアへの車両変速機における切り換えを制御するため
   の方法であって、 車両の変速機を異なるアクスル比に接続した時、すべて
   の可能なアクスル比に対しブレークボイント（ａ ｍａ
   ｘ；ａ ｍｉｎ）を有する切り換え特性曲線（ｎ
   _２（ａ））が同じとなることを特徴とする、切り換えを
   制御するための方法。
2. 【請求項２】 すべての可能なアクスル比に対する切り
   換え特性がブレーク る可能なアクスル比のうちの最低の比に対する切り換え
   特性であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 ａ ｍａｘが切り換えを開始する前にほ
   ぼ平らな地形上を走行するほぼ空の車両の達成可能な最
   大加速度であることにより少なくとも２つのブレークポ
   イントのうちの一方、すなわちブレークボイントａ ｍ
   ａｘを決定できることを特徴とする、請求項１または２
   記載の方法。
4. 【請求項４】ａ ｍｉｎがほぼ平らな地形を走行する際
   に切り換えを開始する前のほぼ満杯に積載された車両の
   達成可能な最大加速度であることにより、少なくとも２
   つのブレークポイントの他方すなわちブレークポイント
   ａ ｍｉｎを決定できることを特徴とする、請求項１〜
   ３のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 切り換えポイントの頻度分布を得るよう
   に切り換えを開始した加速度の値を記録することを特徴
   とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 ａ ｍｉｎとの間にあるようにブレークポイントａ ｍ
   ａｘおよびａ ｍｉｎを備えた切り換え特性を適応化す
   ることを特徴とする、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 ａ ｍｉｎとの中心にあることを特徴とする、請求項６
   記載の方法。
8. 【請求項８】 エンジン接続回転数分布を得るように、
   切り換え後にエンジン接続回転数を記録することを特徴
   とする、請求項１〜７のいずれか記載の方法。
9. 【請求項９】 ほとんどの切り換えにおいて少なくとも
   目標回転数ｎ_１ＵＺに達するよう、所定のａ ｍａｘを
   有する特性曲線ｎ_１（ａ）の傾きｎ_１（ａ）を選択する
   ことを特徴とする、請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 総計数が１０より大となるよう、総計
    数の切り換えにわたって平均化した時に、すべての切り
    換えの９０％において切り換え後目標回転数ｎ_１ＵＺに
    達することを特徴とする、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 車両の加速度（ａ）を連続的に測定
    し、 車両の変速機の後の被動回転数（ｎ_２）を連続的に測定
    し、 加速度の値（ａ）およびほぼ同時に記録された被動回転
    数の値（ｎ_２）が加速度一被動回転数の図内の切り換え
    特性曲線（ｎ_２（ａ））にある切り換えポイントに低下
    した時に切り換えを開始し、よって特性曲線（ｎ
    _２（ａ））が少なくとも２つのブレークポイント（ａ
    ｍａｘ；ａ ｍｉｎ）を備えたステップ状のコースをと
    り、加速度の値ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘに対する切
    り換え特性曲線の傾きが常に加速度の値ａ≦ａ ｍｉｎ
    またはａ≧ａ ｍａｘの傾き以下であり、従って、次の
    式 【数２】｜ｎ_２（ａ_１）｜＜｜ｎ_２（ａ_２）｜ここで ａ_１∈［ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘ］および ａ_２∈］ａ ｍａｘ＜ａ＜∞［または ａ_２∈［０＜ａ＜ａ ｍｉｎ［ が常に成立する特性を有する、初期ギアから次に高い目
    標ギアへの車両変速機における切り換えを制御するため
    の方法であって、 切り換えポイントの頻度分布を得るように、切り換えを
    開始した時の加速度の値を記録することを特徴とする、
    切り換えを制御する方法。
12. 【請求項１２】 ａ ｍｉｎとの間にあるようにブレークポイントａ ｍ
    ａｘおよびａ ｍｉｎを備えた切り換え特性を適応化す
    ることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 ｍｉｎとの中心にあることを特徴とする、請求項１２記
    載の方法。
14. 【請求項１４】 エンジン接続回転数分布を得るよう
    に、切り換え後にエンジン接続回転数を記録することを
    特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか記載の方法。
15. 【請求項１５】 ほとんどの切り換えにおいて少なくと
    も最低の目標回転数ｎ_１ＵＺに達するよう、所定のａ
    ｍａｘに対する特性曲線ｎ１′（ａ）の傾きｎ_１（ａ）
    を選択することを特徴とする、請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 総計数が１０より大となるよう、総計
    数の切り換えにわたって平均化した時に、すべての切り
    換えの９０％において少なくとも目標回転数ｎ_１ＵＺに
    達することを特徴とする、請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】車両の加速度を記録するための手段と、 車両の被動回転数を記録するための手段と、 いくつかのメモリ領域とを備え、該いくつかのメモリ領
    域の１つにおいて切り換え特性曲線ｎ_２（ａ）を記憶
    し、該特性曲線が少なくとも２つのブレークポイントａ
    ｍａｘおよびａ ｍｉｎを備えたステップ状のコース
    を有し、加速度の値ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘに対す
    る切り換え特性曲線の傾きが常に加速度の値ａ≦ａ ｍ
    ｉｎまたはａ≧ａ ｍａｘの傾き以下であり、従って、
    次の式 【数３】｜ｎ_２（ａ_１）｜＜｜ｎ_２（ａ_２）｜ここで ａ_１∈［ａ ｍｉｎ＜ａ＜ａ ｍａｘ］および ａ_２∈］ａ ｍａｘ＜ａ＜∞［または ａ_２∈［０＜ａ＜ａ ｍｉｎ［ が常に成立する特性を有し、 記録された加速度および被動回転数が切り換え特性の切
    り換えポイントにある時、切り換えを開始するための手
    段とを含む、車両の変速機、好ましくは自動変速機を制
    御する装置であって、 切り換え前の加速度切り換え値および／または切り換え
    後の駆動回転数の値を記憶するための別のメモリ領域
    と、 記憶された加速度切り換え値および／または被動回転数
    の値の平均値を計算するための手段と、 記憶された加速度切り換え値および／または被動回転数
    の値に特性を適応化するための手段とを有することを特
    徴とする制御装置。