JPS6177537A - 自動変速装置 - Google Patents

自動変速装置

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JPS6177537A
JPS6177537A JP60202493A JP20249385A JPS6177537A JP S6177537 A JPS6177537 A JP S6177537A JP 60202493 A JP60202493 A JP 60202493A JP 20249385 A JP20249385 A JP 20249385A JP S6177537 A JPS6177537 A JP S6177537A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ｍ業上の利用分野） 本発明は、複数のギア減速比全提供する自動変速機、た
とえば自動機械式変速機、およびそのだめの制御ンステ
ムに係り、特に、スロットル制御されるエンジンおよび
自動変速機を備える車両用制御システムにおいては、ギ
ア選択とシフト決定とか、測定および／または算定され
たパラメータ、たとえば出力ンヤフトまたは車両速度、
入力シャフトまたはエンジンの速度、スロットル位置、
係合可能なギア比に合ったエンジン速度、および類似事
項、を基にしてなされまた実行されるものである。そし
て本発明は、可能な場合に２種以上のギア比によりダラ
ンシフトが指令される選択可能な作動モードを備えた自
動変速制御システムに関する。
（従来の技？ｆｆｒ） 従来、強制クラッチを利用する自動機械式タイプと、摩
擦クラッチを利用する遊星ギアタイプの自動変速機が、
それらの制御システムと同様に従来から良く知られてい
る。自動変速機用電子制御システムであって、そのギア
選択およびシフト決定が、所定の測定および／または計
算されたパラメータ、たとえば車両速度、エンジン速度
、車両速度の変化率、エンジン速度の変化率、スロット
ル位置、スロットル位置の変化率、スロットルの完全踏
込み（すなわち、「キックダウン」）、ブレーキ機構の
作動、現在の係合ギア比、および類似事項に基づいて実
施されるものが、従来知られている。この種の車両用自
動変速機制御システムの例は、米国特許第４．３６１，
０６０号、４，０７３，２０５号、４，２５３，５４８
号、４．０３８，８８９号、４，２２６，２９５号、瓜
７７６．０４８号、４．２０８，９２９号、４，０３９
，０６１号、３，９７４．７２０号および５．９４２，
３９５最明＃Ｉ書に示されており、ここではすべてを参
考としている。
（発明が解決しようとする問題点） 前述の自動変速機制御システムおよび類似システムは、
検出されたパラメータの観点から、車両の燃料経済およ
び／または性能を最適にする所望ギア比を選択し、次い
で選択されたギア比にシフト指令することにより、自動
変速機を制御することができるが、この種の制御システ
ムでは、単一または複数のソフトパターン（通常、シフ
ト点プロフィルとも呼ばれる）を発生するのに利用され
る所定プログラムが、急斜面（通常、オフロード運転状
態で遭遇する）を昇り走行する時、車両性能を最適にす
る作動モードを選択するように運転者が修正することは
不可能であるため、全体的には満足できるものではなか
った。特に、比較的大きい慣性重量を有する車両が急な
斜面（たとえば、２ｏ％を越える斜面）を昇シ走行する
場合には、車両が急に減速されると共に、急速な単段ダ
ウンシフトが繰返し行なわれることになる。これは、シ
フトの瞬間のギア離脱中にエンジンから車両に供給され
る動力を不足させることから、車両の減速および／また
はエンジンの失速の原因ともなるという問題点がある。
上記問題点を解消するため、本発明はギア選択およびシ
フト決定が、測定および／または計算されたバラメーク
、すなわち現在の入力シャフトまたはエンジン速度、ス
ロットル位置、出力シャフトまたは車両速度および現在
の車両速度についての計算されたエンジン速度、および
将来係合され得る低ギア比、を包含するパラメータに基
づいてなされ、また実行されると共に、ソフト指令を発
する所定プログラムが運転者による最適の作動モード選
択を行ない、それにより車両性能全最大限発揮し、さら
に上記モードにおいて、可能なスキップダウンシフトヲ
指令するようにした自動変速制御システムを提供するこ
とを目的としている。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、エンジンのスロッ
トル制御装置、変速１機およびギアやシフト決定を行な
うためのパラメータを入力して計算する情報処理ユニッ
トとこのユニットからの出力信号にしたがってプログラ
ムを作動させ、ギア比の組合せを選択する変速機作動装
置とを包含する自動変速制御システムにおいて、情報処
理ユニットからの計算により、期待されるエンジン速度
値を提供する選択装置を備え、この選択装置により、現
時点の車両速度において期待されるエンジン速度が所定
の最大値を越えない場合に、現時点で係合されているギ
ア比からＮ番目に低いギア比へのダウンシフトが開始さ
れる第１作動モードと、 ダウンシフトがその時点で係合されているギア比から次
に低いギア比へ係合されるように限定される第２モード
とを運転者が選択できるようにしたことを特徴としてい
る。
（作　用） このような構成としたことにより、検出された、または
計算されたエンジン速度およびスロットル位置に基づく
シフトパターンを発する中央処理ユニットにより、運転
者により選択され得るモードを２つ以上のギア比を介す
るダウンシフト（即ち「スキップ（飛越し）ダウンシフ
ト」）の指令がなされる。また、アップシフト指令する
シフトパターンがエンジン速度を上昇させることにより
、修正制御するようになっており、そのエンジン速度に
おいて処理ユニットがダウンシフトを開始するのに応じ
てアップ７フト指令を発生させる。制御システムに設け
られた運転者選択装置により、作動モード（通常はオフ
ロード運転のためのもの）が選択され、これらの制御装
置は自動的に評価し、２つ以上のギア比を介して可能な
ダウンシフトを開始かつ完了して、急斜面または類似場
所を昇シ走行する時に、車両性能を改善するようになっ
ている。この作動モードにおいて、エンジン速度がダウ
ンシフトに修正するように指令を発する値に到達すると
、制御装置はＮ番目の低ギア比（ここでＮは１より大き
い整数、通常は２またはう）において、現在の車両／出
力シャフト速度における、所望エンジン速度を計算し、
もし計算された所望エンジン速度が最大可能値（好まし
くは、エンジン破損が発生する速度に関連する）を越え
ないならば、Ｎ番目の低ギア比ヘタ′ウンンフトの開始
を指令し、そして好ましくけＮ番目の低ギア比の係合前
に、再び、その時点での車両／出力シャフト速度におい
て、Ｎ番目の低ギア比における所望のエンジン速度を計
算し、計算された速度が、Ｎ番目の低ギア比からのアッ
プジフトを指令する速度を越えない場合のみ、Ｎ番目の
低ギア比の係合を指令するようになっている。
こうして選択可能なモードにおける制御装置は、もしエ
ンジンの破損が生じないならばスキップダウンシフ）ｋ
開始し、直ちにアップシフトするのを避けるのに十分な
車両の減速がなされない限り、スキップダウンシフトが
完了しないようにすることができる。
スキップダウンシフトが許容されない場合は、次に低い
ギア比まで単段ダウンシフトが指令される。
（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は自動多速度変換ギア変速機１０を概略的に示し
ておシ、この変速機１０は摩擦マスタークラッチ１４を
介してスロットル制御されるエンジン１２、たとえば良
く知られるディーゼルエンジンにより駆動される。自動
変速機の出力は出力シャフト１６であり、これは従来技
術において知られるように適切な車両要素、たとえば駆
動車軸の差動装置、トランスファケースまたはその類似
物に対して駆動連結されるようになっている◇上記動力
トレー／要素は複数の装置による作用を受けると共に、
それによりモニタリングされるが、各装置については以
後詳細に説明する。これらの装置としては、運転者によ
り制御される車両スロットルまたは他の燃料スロットル
装置の位置を検出する、スロットル位置せたはスロット
ル開度モニター装置１８、エンジンの回転速度を検出す
るエンジン速度センサ２０、クラッチ１４を係合および
離脱させるクラッチ作動装置、変速機入力シャフト速度
センサ２４、変速Ｉｉ＠１０を選択されたギア比にシフ
トする変速機作動装置２６、および変速機出力シャフト
速度センサ２８、およびブレーキ適用センサ２９が包含
される。
上記装置は中央処理ユニット３０へ情報を供給しおよび
／または指令を受取る。中央処理ユニット３０は、アナ
ログおよび／′またはデジタル電子計算および論理回路
を包含しており、その特定の形態および購造は、本発明
の一部を構成するものではない。中央処理ユニットはさ
らにソフト制御装置３２からの情報全受取り、このシフ
ト制御装置３２により運転者は、車両の後退（Ｒ）、中
立（Ｎ）、または複数の前進駆動からなる作動モード（
Ｄ、　Ｄ、　、　ＤＬ、）を選択するようになっている
。あるいは選択可能なり１およびＤＬ位置が提供され、
オンハイウェイ／オフロード選択スイッチが別に設けら
れる。電力源（図示しない）および／または圧力流体源
（図示しない）が、種々の検出、作動および／または処
理ユニットへ、電気および／または空気圧動力を提供す
るようになっている。前記のタイプの駆動手順要素およ
びその制御装置は従来技術において良く知られており、
前述の米国特許明細書にその詳細が開示されている。
知られているように、中央処理ユニット３０は、現在の
スロットル位置を表示する七／す１日、現在のエンジン
速度を表示するセンサ２０、現在の変速機入力シャフト
速度を表示するセンサ２４、現在の変速機出力シャフト
速度を表示するセンｆ２８、車両ブレーキが適用された
かどうかを表示するセンサ２９、および車両の運転者ま
たは作動者により選択された作動モードを表示するセン
サ３２、から直接入力を受取る。これらの直接入力に加
えて、中央処理ユニット３０には、センサ２０からの入
力信号を微分し、エンジンの加速度を表示する計算され
た信号を提供する回路、センサ２４および２８からの入
力信号を比較し、現在係合しているギア比を計算する装
置、現在係合しているギア比とセンサ２８からの信号を
比較して、計算されたエンジン速度を提供する回路装置
、完全スロットル全検出する装置、および所定の係合比
において期待されるエンジン速度と、所定あるいは検出
された出力シャフト速度において、所望のエンジン速度
を計算する装置、が設けられる。中央処理ユニットはさ
らに、一定の入力および／または計算された情報を蓄積
する記憶装置、および所定結果の発生により記憶装置を
清算する装置を備えている。さらに、中央処理ユニット
はコンデンサのようなタイミング装置を包含しており、
このタイミング装置は知られた割合で減衰すると共に、
所定結果の発生により、リセットされて、所定の時間間
隔全測定するようになっている。上述の機能をもたらす
特定の回路は従来から知られておシ、その例は前述米国
特許第４，３６１，０６０号明細書に示されている。
中央処理ユニット３０に備えられる記憶装置は最終シフ
ト方向、スロットル位置、スロットル位置変化率、車両
速度、または類似事項のような情報を蓄積する。記憶表
＃は特定の結果の発生により、たとえばエンジンまたは
車両速度が所定限度を越えること、スロットルの最大適
用、所定限度を越える運転者のスロットル設定、ギア変
更の発生等によりリセットされる。
通常の駆動手順が与えられると、出力シャフト速度と車
両速度とが通常の方法で関連づけられることは明らかで
ある。また、マスタークラッチ１４が完全に係合してい
ると仮定すると、入力シャフト速度とエンジン速度とは
等しく、かつ入力シャフト／エンジン速度、現在係合中
のギア比、および出力シャフト／車両速度の任意の２つ
を表示する信号だけで、全５つのパラメータを特定する
のに十分である。
センナ１８，２０，２４．２８および２９は任意の通常
のタイプのもの、あるいはモニタリングされたパラメー
タに比例するアナログまたはデジタル信号を発信する構
造にすることができる。
同様に、作動装置２２および２６は、処理ユニット６０
からの指令信号に応じて作動を行なう、任意の通常の電
気、空気圧または電気−空気圧タイプのものとすること
ができる。センサ１８も、同期シフト条件を達成するよ
うに、エンジンへの燃料供給量を変化させる作動装置と
することができる。
中央処理ユニットの目的は、プログラムおよび現時点ま
たは蓄積パラメータにしたがって、変速機が作動される
最適ギア比全選択することであり、また必要な場合は、
現時点および／″またけ蓄積情報に基づいて選択された
最適ギア比へのギア変更またはンフトヲ指令することで
ある。
典型的な自動機械式変速機１０の、１６段前進形態にお
ける出力シャフト速度に対する入力ンヤフ１４ｉ度比、
および２段後退駆動比が表−１に示されている。表−１
は自動変速機の種々の駆動比における出力シャフト速度
に対する入力７ヤフトの比を示す表である。
表−１ これから明らかなように、前進駆動比間の段階または分
割量は、はぼ２０％となっている。
この例示においては、すべての前進段階または分ＩＦＩ
　気ｕ等しいと考えられる。
クラッチ作動装置２２は中央処理ユニット３０により制
御されると共に、米国特許第４．０８１．０６５号明細
書に記載されるように、マスタ−クラッチ１４全係合お
よび離脱させるようにすることが好ましい。変速機１０
は、米国特許第３，４７８，８５１号明細書に記載され
るように、加速装置および／またはブレーキ機構のよう
な同期装置を包含することができる。変速機１０は、米
国特許第３，１０５，３９５号明細書に示されるように
、ツイン・カウンタシャフトタイプとすることが、必要
ではないが好ましい。
自動機械式変速機制御システムの主要機能の一つは、運
転者の指令および運転条件に基づいて選択および係合さ
れるべき、適切なギア比を決定することである。理想的
には、電子制御される変速機は、特定の車両特性、燃料
経済性または性能を強調するようにプログラム作成が可
能であるが、一つの特性（すなわち、燃料経済性）を強
調することは、しばしば他の特性（すなわち、性能）の
低下に通じる。さらに、特定の特性が高められるように
、その度合を制限する抑制事項を考慮しなければならな
い。この種の抑制事項には、車両の安全運転の保証、運
転者の疲労の増大に通じる厄介なシフトの最少化が包含
される。これらの抑制事項の大部分についての絶対的基
準は知られていない。
シフト選択装置３２において、運転者によりＤ（ハイク
エイ運転）モードが選択された場合は、中央処理ユニッ
ト５０に対して、最高性能が不要であることが指示され
る。このモードにおいては、ギア選択補助装置が始動ギ
アとして第５ギアを選択し、そして燃料経済性の強調を
目的としたハイウェイシフト・プロフィルにしたがって
、アップシフトおよびダウンシフトの両方へシフトの選
択が行なわれる。
同様に、運転者によりシフト選択装置のモードｔＤ＋（
運転１）またはＤＬ（低駆動）に選択した場合は、中央
処理ユニットに対して、燃料経済性を犠牲にして最高性
能による運転を望むことが指示される。Ｄ１モードにお
いてはギア選択補助装置は始動ギアとして、第３ギアを
選択するが、ＤＬモードにおいては始動ギアとして、第
１ギアが選択される。そして車両性能の強調を目的とす
るオフロードシフト・プロフィルにしたがって、アップ
ソフトおよびダウンシフトのいずれかが選択される。
後退モード、Ｒおよび几、は、シフト選択装置を介する
運転者の選択により実施されることが好ましい。几およ
び几１間の自動シフトは典型的には不要であり、かつ実
施されない。
中央処理ユニットのプログラムまたは論理規則の基本目
的の一つは、第２図に示されるようにシフトパターン、
またはシフト点プロフィルを発信することである。中央
処理ユニットにより発信されたシフト点プロフィルは、
変速機が現時点で係合しているギア比に維持されるべき
かどうか、次の高いギア比ヘアッグシフトされるべきか
どうか、あるいは次の低いギア比へダウンシフトされる
べきかどうか、全決定するようになっている。シフト点
プロフィルは、現時点または蓄積された情報に作用する
所定プログラムにより決定され、かつ通常、最も燃料効
率が達成されるギア比における運転と、車両の最適性能
特性をもたらすギア比における運転との妥協条件をもた
らすように選択される。第２図にグラフにより示される
シフト点プロフィルは、最大スロットル位置のパーセン
テージで表示されるスロットル位置、およびエンジン速
！（７）Ｍ数である。エンジン速度は直接検出されるか
、あるいは従来知られているように、シフトの瞬間に変
化しない計算されたエンジン速度が好ましい０ ここで用いられる、「低い方のギア比」または「低い方
の駆動比」は、出力シャフト速度に対して、より高い比
の入力シャフト速度を有するギアまたは駆動比を言う。
たとえば、第９ギアは第１０ギアより低く、かつ第１０
ギアから第９ギアへのシフトはダウンシフトである。
ハイウェイ（Ａ−Ｂ−Ｃおよびｘ−ｙ−ｚ）およびオフ
ロード（Ｅ−Ｆ−ＧおよびＸ′−ｙ’−Ｚ′）シフトプ
ロフィルは、運転者によ多制御されるスロットル位置に
より調整される速度の関数として、変速機のシフト基礎
を提供している。
両セットのプロフィルは、すべてのエンジンにより駆動
される付属装置の効率を包含する、エンジンの特性から
主として誘導される。
第２図にエンジン回転数の項で示されるエンジン速度信
号は、変速機出力シャフト信号に、制御電子装置により
現時点で選択されているギアのギア比の分数値を乗算す
ることにより誘導される。選択情報、したがって乗算フ
ァクターは実際の機械的状Ｂｋ参照することなく、新し
い選択毎に直ちに最新化されることが好ましく、したが
って出力シャフト速度の継続的な変化に応じるシフト中
に、必要により新しいシフトの開始が可能になる。スロ
ットル位置は、０％から１００％まで、最大スロットル
のパーセンテージとして示されている。
第２図において、シフトプロフィルはハイウェイ°アッ
プシフトラインＡ−Ｂ−Ｃ，およびハイウェイ・ダウン
シフトラインＸ−Ｙ−ＺＱ包含している。簡単に言うと
、ダウンシフトラインＸ−Ｙ−Ｚおよびアップシフトラ
インＡ−Ｂ−Ｃにより限定される範囲内の運転条件につ
いては、ギア変更は不要であり、またアップシフトライ
ンＡ−Ｂ−Ｃおよびその右方における運転条件について
は、次の高いギア比へのアップシフトが必要であシ、ま
たダウンシフトラインＸ−Ｙ−Ｚおよびその左方におけ
る運転条件については、次の低いギア比へのダウンシフ
トが必要になる。もちろん、単一のシフト点プロフィル
を変速機のすべてのギア比に利用することができ、ある
いは別のシフトプロフィルを、それぞれ現時点で係合し
ているギア比に対して発することができる。一般に、ギ
ア間の比率分割量の差が大きくなれば、それだけそれぞ
れ現時点で係合しているギア比について別のシフト点プ
ロフィルの所望性は増大する。
他の検出または計算された、モニターされた速度、たと
えば入力シャフト速度、出力シャフト速度、車両速度ま
たは類似事項が第２図に示されるシフト点プロフィルの
エンジン速度に代用できる。
知られるように、特定の内燃エンジン、たとえば高重量
トラックに利用されるターボチャーシト・ジーゼルエン
ジンにおいては、各スロットル位置について、エンジン
が最大燃料効率を有するエンジン速度（通常、毎分回転
数または“ＲＰＭ　”で表示される）、または工／ジン
速度範囲がある。この最適燃料効率運転条件は、ライン
Ｎ−０−Ｐにより表示されている。エンジンが回転され
る速度は、車両速度と、係合中の駆動ラインギア比とに
よυ決定され、その変速機比のみが通常は、第１図に概
略的に示される駆動ラインにおいて、セントされた増分
により選択的に可変状態にある。したがって、燃料効率
を最大にするには、変速機は、エンジンをできるだけ、
最大燃料効率ラインＮ−０−Ｐに近接維持するように、
迅速かつ可能な限！ｌｌ頻繁にシフトされなければなら
ない。これは、アップシフトラインＡ−Ｂ−Ｃおよびダ
ウンシフトラインｘ−ｙ−ｚを可能な限り近接させると
共に、最大燃料効率ラインＮ−０−Ｐに対する適切なギ
ア比への、速度に関連する踊りを防止するため、少なく
ともヒステリシスを最少に維持することにより達成され
る。
所望ギア比を選択する場合、すなわちシフト点プロフィ
ルを発信する時の別の重要事項は車両性能である。車両
性能は、少なくとも与えられた比における加速能力、お
よび過度のアップシフトおよびダウンシフト、すなわち
不快なシフトの忌避能力により規定される。一般に、最
適車両性能は、アップシフトおよびダウンシフトライン
が、最適燃料効率ラインＮ−０−Ｐがら比較的距離をも
って位置されることを必要としている。
明らかなように、燃料効率を最大にすることと、車両効
率を最大にすることとは、しばしば相いれないことであ
る。したがって、アップシフトおよびダウンシフトライ
ンをシフト点プロフィル内に置くことは、燃料効率と車
両性能を最適に妥協させることである。燃料効率と車両
性能との相対的な重要性は、プログラムにしたがって現
時点および／または蓄積情報により作動する中央処理ユ
ニット３０によ勺決定されるように、異なる運転条件に
おいて変動するから、アンプシフトおよびダウンシフト
ラインは静的でなく動的でめることが好ましい。動的に
移動するソフトラインは知られておシ、米国特許第４．
３６２，０６０号明細書において詳細に議論されている
。典型的には、ソフトラインは現時点および／または蓄
積情報、たとえば最終ソフト方向、車両の加速、エンジ
ンの加速、スロットル位置の変化率、車両ブレーキの作
動または類似事項に応じて移動される。
シフト点プロフィルがスロットル位置およびエンジン速
度に依存することを理解することは重要である。選択装
置３２の操作による車両の後退、中立または前進駆動運
転モードの選択以外で、運転者が変速機に入力する唯一
のものは、スロットルペダルまたは場合に応じて燃料制
御装置の操作である。したがって、シフトプロフィルを
設定し、それをスロットル位置に応じて部分的に修正す
ることにより、変速機が作動される最適ギア比を決定す
る時、運転者の欲求が中央処理ユニットにより考慮され
る。
ここに用いられる用語スロットルは、車両運転者が工／
ジ／へ供給しようと望む燃料Ｒを指示する装置または機
構を意味している。通常、運転者は最大燃料供給量の０
％（閉スロットル）から１００％（全開スロットル）−
１で変動する、任意の燃料量を選択することができる。
制御される実際の装置は気化器、燃料インジェクタおよ
び燃料インジェクタラックまたは類似装置である。ここ
に用いられるスロットル位置は、最大燃料供給量のパー
センテージとして表示される、運転者のエンジンに対す
る所望燃料供給量の選択事項である。
ｇ−Ｆ−Ｇはオフ０−ド・シフトプロフィルについての
アップソフトプロフィルであシ、マｆｃＥ’−Ｆ’−Ｇ
’は前述米国特許第４，３６１，０６０号明細書に詳細
に説明されるように、ダウンシフトの開始後動的に修正
されたアップソフトプロフィルである。Ｘ’−Ｙ’−Ｚ
’はオフロード・ダウン７フトプロフイルである。
シフト点プロフィルはさらに、エンジンに対して速度に
関連する破壊が切迫することを防止するために、変速機
がアップシフトされるべきアップシフト限度（ＵＬ）　
、およびエンジンに対する速度に関連する破壊を防止す
るために、それより上では変速機がダウンシフトをして
はならないダウンシフト可能限度（ＤＢ）を包含してい
る。アップシフト限度（ＵＬ）とダウンシフト可能限度
（ＤＥ）とは、スロットル位置の関数ではない。
運転点がＡ　−Ｂ　−ＣまたはＵＩ、プロフィルの右へ
移動した時、アップシフトが行なわれる。運転点がＤＢ
およびＸ−Ｙ−Ｚプロフィルの左へ移動した時、ダウン
シフトが行なわれる。その正常位置で示されるこれらす
べてのプロフィルは、種々の信号に応じて移動される。
これらの移動およびその理論はこれから説明する。
段階変更型変速機においては、任意の２つのギア間の工
／ジン速度比は、比段階または分割量（ギア比の比）に
より一定である。前述のように位置されたプロフィルに
おいて、各アップシフトは、次の高いギアに対して、ダ
ウンシフトライン上またはその付近に位置される運転点
へ導かれ、またその逆も言える。ギア間の踊りは避けら
れない。アップシフトおよびダウンシフトプロフィル間
をある程度分離することは望ましく、かつ容認されるも
のであるが、しかし踊シを除去するのに十分な分離は、
燃料経済性を望ましくない程に減少させることになる。
この問題を克服するため、制御装置はシフトプロフィル
をシフトの結果として移動させる。アップシフト後、ダ
ウンシフトプロフィルは低い方のエンジン速度へ移動し
、ダウンシフト後にアンプソフトプロフィルは、高い方
のエンジン速度へ移動する。
上述のように、駆動手順のロックアツプ条件におけるエ
ンジン速度に対応して、エンジン速度は実際のエンジン
速度よりも、計算されることが好ましく、これは出力シ
ャフト速度に適切なギア比を乗算して決定される。実際
のものではなくて計算されたエンジン速度を用いること
は、実際のエンジン速度がシフトの瞬間または類似状況
において変化するゆえに、好ましい０前述の手順による
変速機の作動はノ・イウェイ条件においては満足できる
ものであるが、高負荷車両が急斜面を昇り走行しなけれ
ばならないオフロード条件においては、ノ゛イウェイモ
ード運転における車両性能は、しばしば満足できないも
のとなる。急斜面の場合は、車両の慣性が車両を急速に
減速させる原因となり、かつ車両を移動および／または
加速するためのトルク必要量は急速に増大する。そのよ
うな条件においては、一段階のみによりダランシフトを
行なうシフト論理は、不満を生じる急速に繰返されるダ
ウンシフトが要求されることになるから、容認できる作
動を提供することができず、ギア離脱空時間に対するギ
ア係合中時間の比率は所望より低くなり、最大トルクを
もたらす許容できる比を選択することはできない。
少なくとも選択可能なオフロード／性能モードの作動状
態で前記欠点を克服するため、この　　　゛発明の改良
された制御システムは、Ｎ　（Ｎは１より大きい整数、
好ましくは２または３）段階のダウンシフトが評価され
ると共に、可能な場合はそれを指令するプログラムまた
は手順により作動する。
ＤｌまたはＤＬモードにおいて、計算または測定された
現時点のエンジン速度が、現時点のスロットル位置に対
して、ダウンシフトエンジン速度以外の何ものでもない
場合、すなわち第２図のラインＤＥおよびＸ’−Ｙ’−
Ｚ’の左方にある場合は、処理ユニットはＮ番目に低い
方のギア比へのダウンシフトを自動的に評価し、同一車
両速度（通常、出力シャフト速度により決定される）に
おいて、Ｎ番目に低い方のギア比において期待されるエ
ンジン速度が、所定エンジン速度（エンジンおよび／ま
たは関連要素の過度の回転速度による破壊を防止するた
めに選定される速度）より低いかどうかを決定する。
Ｎ番目に低いギア比へのダウンシフトの完了前、すなわ
ちＮ番目に低いギア比の実際の係合前に、中央処理ユニ
ットがその時点の車両速度において期待されるエンジン
速度を再度評価し、この計算され、かつ期待されるエン
ジン速度が、その時点のスロットル位置においてＮ番目
に低いギア比からアップシフトラ指令されるエンジン速
度を越えない場合、すなわち第２図のＵＬまたはＥ’Ｆ
’Ｇ’の右方にない場合のみ、開始されたスキップダウ
ンシフトの完了を指令する０もし、計算され、かつ期待
されるエンジン速度がアップシフト速度を越えるならば
、制御装置は前に係合していたギア比から次に低いギア
比へのダウンシフトを指令し、あるいはＮが２より大き
い場合は、制御装置は、直ちにアップシフトが必要にな
らないならば、前に係合していたギア比よ５Ｎ−１低い
ギア比への係合を指令する。
簡単のため、以下の例は第３図に示されるようなギア比
セット’ｌ有すると共に、現時点で係合しているすべて
のギア比に対して、共通のシフトプロフィルを利用でき
るように、すべてのギア比分割量が等しい変速機を仮定
することにする。Ｎの値は選択可能なギア比数およびギ
ア瓦間の分割量と共に変動し、かつ前記分割量が等しく
ないならば、現時点で係合しているギア比にしたがって
変動する。
Ｎ＝２、Ｄｉ　（またはＤＬ）作動モードが選択され、
変速機が現時点で第１０ギアに係合しておシ、スロット
ルが最高スロットルの９０％で一定に維持されており、
かつ可能な最大エンジン速度が２４０ＯＲＰＭであると
仮定する。
１６７５　ＲＰＭより低いエンジン速度を検出して、制
御装置は一定の車両速度において２段低いギア比（すな
わち第８ギア）において期待されるエンジン速度を計算
し、それが２３７ＳＲＰＭ（すなわち、１６７５　ＲＰ
Ｍｘ　（Ａ５５÷２．４９））に等しくなる。第８ギア
における計算されたエンジン速度は、可能な最大エンジ
ン速度より低いがら、第８ギアへのダウンシフトの開始
が指令される。
２段またはスキップダウン７フトに続いて急速にアンプ
シフトすることを防止するため、制御ユニットは、再度
第８ギアの係合前に、第８ギアつまシ、前に係合してい
たギアからＮ段階低いギア（すなわち、第１０ギアよ９
２段低いギア）における期待されるエンジン速度を計算
する。もし、車両が一定速度に維持されると、第８ギア
において期待されるエンジン速度、２３７５ＲＰＭは、
ＺＳギアからのアップソフトエンジン速度（２２２５Ｒ
ＰＭ）を越えており、したがって制御装置は前に係合し
ていたギア比から、次に低いギア比（すなわち、第１０
ギアから第９ギアへ）へ、単段ダウンシフトによる係合
を指令する。しかし、車両がダウ／シフトの開始時に、
原車両速度のほぼ９２．７％より低く減速されると、期
待されるエンジン速度は第８ギアからのアップソフトエ
ンジン速度より低く、第８ギアの係合が指令される。
別の例において、Ｎ＝３で、他のすべての仮定が一定に
維持されているならば、制御装置は現時点で係合してい
るギアから３段低いギア、すなわち第７ギア（おける期
待されるエンジン速度を最初に評価する。第７ギアにお
いて、期待されるエンジン速度は、２８７５　ＲＰＭ　
（１６７５ＲＰＭＸ　（４，２７７２，４９）　）に等
しく、この速度は可能な最大エンジン速度、２　ａ　ｏ
　ｏ　ＲＰＭを越えている。
そして制御装置は現時点で係合しているギア比から次の
低いギアへの（すなわち、第９および第１０ギア）シフ
トを指令するか、または（Ｎ−１）段へ、すなわち現時
点で係合しているギア比から２段低いギア、第８ギアへ
のシフトが評価されて、前述の手順が進められる。
車両速度が維持および／または増大されること、あるい
は少なくとも車両の減速が最少であること金望む場合は
、スキップ型のダウンシフトが主として望まれる。スキ
ップ型のダウ／シフトは、エンジンの圧縮ブレーキによ
る減速中に厄介なシフト操作を避けるために望ましいが
、スキップ型ダウンシフトにおけるエンジンの圧縮ブレ
ーキ量は、一段夕゛ウンシフトの進行に比較していくら
か減少される。
前述の点において制御装置は、スロットル位置が所定値
を越えること（すなわち、６０％より大きいこと）、お
よび／または前述のスキップダウン７フト手順の開始前
に、運転者の指示として適用されない車両ブレーキが、
スキップダウンシフトを強調する性能を望むこと、を必
要とする。
変速機１０のような多ギア比型変速機においては、与え
られたセットの作動条件において、係合が許容される（
すなわち、エンジンのオーバースピードの原因にならな
い、エンジンの失速をもたらさない、そして車両が負荷
を牽引できる）ギア比が、通常複数存在している。ギア
比の数が増大して、実質的に等しい段階を仮定すると、
与えられたセットの作動条件に対して許容されるギア比
の数は増大する。−例として、３５ＭＰＨにおいては、
１６段速度の変速機１゜は通常、第３、第４、第５およ
び／または第６前進速度において係合が許容される。
典型的な従来の自動機械式変速機シフトプロフィルにお
いて、そしてこの発明のハイウェイ（Ｄ）モードにおい
て、所定のスロットル位置に対するアップシフトおよび
ダウンシフトのシフト点ラインは、燃料経済性を改善ま
たは最大にするように選択され、かつしばしば、２段ま
たは２つの分割量より小さいエンジン速度の差により分
離される。燃料経済性を最大にする場合は通常、許容さ
れる最高のギア比（すなわち、最低のエンジン速度）の
選択が必要になる。したがって、論理は単一段階を越え
るダウンシフトを行なおうとすることはあまりない。も
し、車両が高い抵抗を受ける運転条件により急速に減速
する場合は、容認できる運転性能を維持するためには、
単一のダウンシフトでは不十分になる。
この発明においては、論理は性能を改善または最大にす
るために、モード（Ｄ＊　、　ＤＬ　）を備えている。
性能を最大にするため、許容される最低ギア比（すなわ
ち、最高エンジン速度）が要求される。したがって、シ
フト点がＮ分割量より小さく分離されていたとしても、
論理は急速な減速を″仮定”し、もしスキップダウンシ
フト後に期待される計算による速度が、破壊値にない場
合はスキップダウンシフトが開始される。
そして制御装置は必要ならばアップシフトを行ない、あ
るいは好ましくは、スキップダウンシフトの開始後でそ
の完了前に、再び期待されるエンジン速度を計算し、直
ちにアップシフトが必要でない場合にＮ番目に低いギア
が実際に係合される。
この発明は特定の例により説明されたが、特許請求の範
囲に記載されるこの発明の範囲内で種々の修正が可能で
あることは明らかであろう。
（発明の効果） 以上、説明したことから明らかなように本発明はスロッ
トルの位置、エンジン回転数、車両速度を表示する入力
信号を受入れ、この入力信号の所定の組合せに対して望
ましいギア比を選択するとともに、出力信号を発信して
プログラムに従ったギア変換を作動する装置を有する情
報処理ユニットと、複数のギア比作動モードを選択する
選択装置を設けて、自動変速制御システムとしたので、
車両の走行性能において過度のアップシフトやダウンシ
フトを伴なわずにすみ、プログラムによる複数のシフト
パターンにより最適作動モードを選択して最高の車両性
能を発揮することができる。
また大きい慣性重量の車両において昇り走行時に、単段
ダウンシフトが繰り返し行ないエンジンの失速等の不都
合も除去できる。
また、燃料の経済性あるいは車両の走行性能の向上に応
・Ｃ゛た走行をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の自動機械式変速機の制御システムの
要素および連結状態ヲ示す概略図、第２図はこの発明の
制御システムにより発信されるシフトパターン、または
シフト点プロフィルを示す、スロットル位置に対するエ
ンジン速度のグラフ １０・・・変速機、１２・・・エンジン、１６・・・変
速機出力／ヤフト、１８・・・スロットル制御装置の位
置の入力信号、２０・・・エンジン回転速度の入力信号
、２８・・・車両速度の入力信号、２６・・・ギア係合
装置。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　スロットル制御されるエンジン（１２）、運転
    車により作動されるスロットル制御装置（１８）、およ
    び変速機の入力シャフトと変速機の出力シャフト（１６
    ）との間に、選択的に係合され得る複数のギア比の組合
    せを備えた変速機（１０）を備える改良された車両用自
    動変速システムであって、前記変速機入力シャフトが前
    記エンジンに対して作動的に連結されており、かつ情報
    処理ユニット（３０）が備えられており、この情報処理
    ユニットは、（ｉ）前記スロットル制御装置の位置を表
    示する入力信号（１８）、（ｉｉ）前記エンジンの回転
    速度を表示する入力信号（２０）、および（ｉｉｉ）車
    両速度を表示する入力信号（２８）を包含する、複数の
    入力信号を受信する装置を備えており、かつ前記処理ユ
    ニットは、入力信号の所定の組合せに対して望ましいギ
    ア比を選択すると共に、出力信号を発信して、前記変速
    システムをプログラムにしたがって作動させるように、
    前記プログラムにしたがって前記入力信号を処理する装
    置と、前記変速機に関連して、前記処理ユニットからの
    前記出力信号に応じて前記ギア比組合せの一つの係合を
    行なわせるようにした装置（２６）とを包含している自
    動変速制御システムにおいて、 前記処理ユニットが、前記入力信号を処理 して、種々の選択可能なギア比組合せ内において選択さ
    れた車両速度でエンジンの期待される回転速度を表示す
    る、計算による期待されるエンジン速度値を提供する装
    置を包含しており、 前記プログラムが第１作動モード（Ｄ＿１またはＤ＿Ｌ
    ）を備えており、エンジン速度が、低いギア比へダウン
    シフトを要求するエンジン速度に等しいか、またはそれ
    より低速度であるかを検出することにより、 （ａ）　現時点の車両速度において、そしてＮ番目に低
    いギア比（Ｎは１より大きい整数） において最初に期待されるエンジン速度値 を計算し、 （ｂ）　そして前記最初の計算による期待されるエンジ
    ン速度値が、エンジンの可能な最大 速度に等しいか、それより大きい値の場合 は、現時点で係合しているギア比と現時点 で係合しているギア比よりＮ番目に低いギ ア比との間のギア比へのダウンシフトの開 始を指令し、かつ前記最初の計算による期 待されるエンジン速度値が、可能な最大エ ンジン速度値より小さい場合は、Ｎ番目に 低いギア比へのダウンシフトの開始を指令 するようになっている、 ことを特徴とする自動変速制御システム。
  2. （２）　前記プログラムがさらに、 （ｃ）　前記Ｎ番目に低いギア比へのダウンシフトの開
    始後で、Ｎ番目に低いギア比への係 合前に、Ｎ番目に低いギア比においてその 時点での車両速度において、期待される第 ２のエンジン速度値を計算し、 （ｄ）　それから前記第２の計算されたエンジン速度が
    、前記Ｎ番目に低いギア比からアッ プシフトを指令するエンジン速度値に等し いか、それを越える場合は、前に係合され ていたギア比とＮ番目に低いギア比との間 のギア比への係合を指令し、かつ前記第２ の計算されたエンジン速度値が、前記Ｎ番 目に低いギア比からアップシフトを指令す るエンジン速度値より小さい場合は、Ｎ番 目に低いギア比への係合を指令する、 ようになっている、特許請求の範囲第１項に記載の自動
    変速制御システム。
  3. （３）　運転者により操作される作動モード選択装置（
    ３２）を備え、かつ前記入力信号に、（ｉｖ）少なくと
    も２つの選択可能な車両前進作動モード （Ｄ，Ｄ＿１，Ｄ＿Ｌ）のうち、運転者により選択され
    た一つを表示する入力信号を包含しており、前記プログ
    ラムが第２作動モードを備えており、このプログラムに
    より、エンジン速度が、低いギア比へのダウンシフトが
    指示されるエンジン速度に等しいか、それより小さいこ
    とを検出した場合に、次に低いギア比にダウンシフトを
    指令するようにした、特許請求の範囲第１項に記載の自
    動変速制御システム。
  4. （４）　運転者により操作される作動モード選択装置を
    備え、かつ前記入力信号に、（ｉｖ）少なくとも２つの
    選択可能な車両前進作動モードのうち、運転者により選
    択された一つを表示する入力信号を包含しており、前記
    プログラムが第２作動モードを備えており、このプログ
    ラムにより、エンジン速度が、低いギア比へのダウンシ
    フトが指示されるエンジン速度に等しいか、それより小
    さい速度を検出した場合に、次に低いギア比にダウンシ
    フトを指令するようにした、特許請求の範囲第２項に記
    載の自動変速制御システム。
  5. （５）　前記Ｎ番目に低いギア比が２段低いギア比であ
    る、特許請求の範囲第１項に記載の自動変速制御システ
    ム。
  6. （６）　前記Ｎ番目に低いギア比が２番目に低いギア比
    である、特許請求の範囲第２、３または４項のいずれか
    １項に記載の自動変速制御システム。
  7. （７）　前記処理装置が、ダウンシフトの開始を指令し
    た後でアップシフトを指令する速度に増大させる装置を
    包含している、特許請求の範囲第２、４、６または８項
    のいずれか１項に記載の自動変速制御システム。
  8. （８）　検出されたスロットル位置が基準スロットル位
    置に等しいか、それより小さい場合は、前記プログラム
    により次に低いギア比へダウンシフトを指令する、特許
    請求の範囲第１、２、３または４項のいずれか１項に記
    載の自動変速制御システム。
  9. （９）　前記基準スロットル位置が最高スロットルの６
    ０％に等しいか、あるいはそれより大きくされた、特許
    請求の範囲第８項に記載の自動変速制御システム。
  10. （１０）　運転者が車両ブレーキ（２９）を適用したこ
    とを表示する入力信号（ｖ）を包含しており、運転者に
    よる車両ブレーキの適用が検出された場合に、前記プロ
    グラムにより次に低いギア比へダウンシフトを指令する
    、特許請求の範囲第１、２、３、４、６または８項のい
    ずれか１項に記載の自動変速制御システム。
  11. （１１）　前記第２モードにおいてアップシフトを指令
    されるエンジン速度が、前記第１モードにおいてアップ
    シフトを指令されるエンジン速度より低くされている、
    特許請求の範囲第４、６、７、８または１０項のいずれ
    か１項に記載の自動変速制御システム。
  12. （１２）　スロットル制御されるエンジン、運転者によ
    り作動されるスロットル制御装置、および変速機の入力
    シャフトと変速機の出力シャフトとの間に、選択的に係
    合され得る複数のギア比の組合せを備えた変速機を備え
    、前記変速機入力シャフトが前記エンジンに対して作動
    的に連結されており、かつ情報処理ユニットが備えられ
    ており、この情報処理ユニットは、（ｉ）前記スロット
    ル制御装置の位置を表示する入力信号、（ｉｉ）前記エ
    ンジンの回転速度を表示する入力信号、および（ｉｉｉ
    ）前記車両速度を表示する入力信号を包含する、複数の
    入力信号を受信する装置を備えており、かつ前記情報処
    理ユニットは、入力信号の所定の組合せに対して望まし
    いギア比を選択すると共に、出力信号を発信して、前記
    変速システムをプログラムにしたがって作動させるよう
    に、前記プログラムにしたがって前記入力信号を処理す
    る装置と、前記変速機に関連して、前記処理ユニットか
    らの前記出力信号に応じて前記ギア比組合せの一つの係
    合を行なわせるようにした装置、とを包含している自動
    変速システムにおいて、 選択装置が備えられており、この選択装置 により、現時点の車両速度において期待されるエンジン
    速度が所定の最大値を越えない場合に、現時点で係合さ
    れているギア比からＮ番目（Ｎ＝１より大きい整数）に
    低いギア比へのダウンシフトが開始される第１作動モー
    ドと、ダウンシフトがその時点で係合されているギア比
    から次に低いギア比へ係合されるように限定される第２
    モードとを、運転者が選択できるようにしたことを特徴
    とする自動変速制御システム。
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