JPS6335445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 利用分野 本発明は、エンジンからの駆動力を受け、負荷
に対して駆動トルクを与えるための出力の結合を
行うギアセツトにおいてギア比の変化を制御する
ための制御システムに関する。

(ロ) 従来技術 自動車の動力伝達装置におけるギア比の変化を
制御するために種々のシステムが考案され構成さ
れてきた。一般にこの考えは、伝達装置における
種々の摩擦要素に対して与えられる圧力を変化さ
せて遊星ギア装置の異なる構成要素を選択的に拘
束、解放する液圧機械的制御弁機構を含む液圧作
動システムにより実施されている。例えば、エン
ジンの出力軸は、前記の如きギア装置の中心ギア
を駆動するように結合でき、このギア装置は又キ
ヤリア要素上で回転可能で中心ギアと外側のリン
グギアとの間に配置された複数個の遊星ギアを含
んでいる。リングギアが回転しないように保持さ
れる時は、出力の駆動トルクは第１の速度比でプ
ラネツトのキヤリアから取出される。ギア比を変
えるには、中心ギアは、この時回転しないよう拘
束されない外側リングギアに固定されて直結駆動
となる。これが典型的なアツプシフトを生じる操
作である。

(ハ) この発明が解決しようとする問題点 多くの研究がシフトの「性質」を最善の条件と
するために重ねられてきた。一般に、非常に短時
間のギアシフトは殆どの運転者に非常に目だつた
不快感となる車両の急速な加速度変化により急衝
を生じるため望ましくない。もしシフト時間があ
まり長すぎると、伝達装置の摩擦要素および他の
要素に不当な疲労が与えられることになる。従つ
て、最善のシフトの状態は、不快な急衝感を与え
る短かすぎる間隔と、望ましくない要素の疲労を
生じる長すぎる間隔の間の適当な長さで生じる。
この主題の全般的な把握は、1973年版の米国自動
車技術者協会刊行のSAE刊行物「乗用自動車用
自動伝達装置−設計慣例」の第10章として掲載さ
れるF.J.ウインチエルとW.D.ルートの「乗用自動
車の自動伝達装置のギア比変速」により行われて
いる。特に、この章の第２１図が動力伝達中のア
ツプシフトの間の速度トルクおよび圧力の変化を
示している。

さらに、ひとつのギア比から別のギア比へ良好
なシフトの時を決定することも自動トランスミツ
シヨンの変速性を最善とするために重要である。
ドライバは通常、シフトの時の決定はシートの振
動等の触覚によるタイミングの感覚による。しか
し、シフトが緩やかすぎると触覚でシフトの時を
感知できず、またシフトが急ならばシフトが完了
する時に急な突き上げを感じる。そこで、シフト
の時を決定するために基準となる最良のパラメー
タが必要になる。

従つて、本発明の主な目的は、自動トランスミ
ツシヨンの変速性を最善とするための制御システ
ムの提供にある。

本発明の更に特定の目的は、変速性を最善とす
る際に最も確実に使用し得るパラメータの利用に
ある。

本発明の必然的目的は、かかるパラメータを直
接又は間接的に計測し、かつかかるパラメータの
関数としての最善のシフト制御を与えるための制
御システムの提供にある。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、流体、機械的又は電気的な構成要素
により検出されたりあるいは実施されるかの如何
を問わず、ギア装置におけるギア比の変更を調整
するための制御システムを含むものである。制御
装置は、この装置がギア切換え信号を受信する時
ギアの切換えを行うように用いられる。本発明の
重要な点は、ギア比の変更を行うのに使われる出
力トルク信号を与えるトランスジユーサの使用に
ある。

本発明の一実施例においては、電気的制御シス
テムを設けて自動車のトランスミツシヨンにおけ
るギア比の変更を調整する。トランスジユーサ
は、トランスミツシヨンの出力トルクの検出を行
い、このトルクの関数として変化する電気信号を
生ずるように配置される。制御弁は、摩擦要素の
付勢部分に対する流体圧力を変化させて変更すべ
く所定のギア比の変更を行うために適当な時期を
決定し、さらに弁の作用を制御するために補償信
号が与えられる。

特に本発明のこの実施例によれば、トランスジ
ユーサと制御弁の間には閉鎖ループコントローラ
が接続されてトルクを表示する信号を受け、出力
トルク信号の関数として制御弁の作用を変化させ
るための補償信号を生じる。更に、ロジツク制御
回路が接続されて反動トルク信号の関数として閉
鎖ループコントローラに与えられて機械的駆動結
合部の切換り開始時期を含むギア比の変更を調整
する複数個のロジツク指令信号を生じる。反動ト
ルクコンピユータは、トランスジユーサからの出
力トルク信号を受取り、ロジツク制御回路に与え
るための反動トルク出力信号を生じるように接続
されている。

(ホ) 実施例 添付図面のあるものにおいては同一番号が同一
部分に与えられている。

第１および２図は、自動トランスミツシヨンに
おいて使用できる型式の遊星ギア装置２０の全体
的配置を示す。遊星ギア装置２０は、駆動軸４１
と被駆動軸４２間の駆動関係を与えるためのもの
である。中心ギア２１は軸４１に結合され、これ
は自動トランスミツシヨンに対する入力の機械的
駆動結合関係を示す。即ち、駆動軸４１と中心ギ
ア２１は、エンジン又は他の原動機から駆動力を
受取る。中心ギア２１と噛合つているのは俗に
「遊星ギア」と呼ばれる複数個のピニオンギア２
２で、この場合これ等ピニオンギアはそれ自体の
軸上で回転しながら更に中心ギア２１の周囲を公
転できる。キヤリア２３は被駆動軸４２に結合さ
れ、このキヤリア上にはそれぞれ回転自在に支持
された遊星ギア２２がある。遊星ギアの外側には
リングギア２４があり、遊星ギアがリングギアに
対して回転する時リングギアはその内周面上の歯
を遊星ギアの歯と噛合わせている。一般に中心ギ
ア２１が静止状に保持されたリングギアと共に駆
動される時、出力トルクは遊星キヤリア２３と被
駆動軸４２から取出される。

第２図は、基礎即ち静止部材とリングギア２４
間に結合されるように示された摩擦クラツチ２５
を示す。当業者には一方向クラツチの代りにバン
ド又は他の反作用部材が使用できることが判るで
あろう。摩擦クラツチ２６は、一体に回転するよ
うにリングギア２４と中心ギア２１を結合するよ
うに係合可能である如くに示されている。

もしリングギア２４が回転しないように固定さ
れるならば、遊星ギア２２は中心ギアが駆動され
る時回転され、第１段に減速された速度比の出力
駆動力が被駆動軸４２から取出される。速度比を
変化する即ちギアをシフトしたい時は、外側リン
グギア２４を解放してこのリングギアを中心ギア
２１に結合することにより達成される。これによ
り、１：１の第２の速度比で入出力軸間に直接駆
動を与える。勿論、自動トランスミツシヨンにお
いて多くの速度比を与えるため遊星およびリング
ギアの組合せを更に加えることもできるが、第１
図と第２図の示す処は本発明の背景的論議に対し
て十分なものである。一方向クラツチ２５はリン
グギア２４を一方向に回転しないように拘束して
減速駆動比を与え、反対方向にはリングギア２４
の自由回転を許す。クラツチ２６を中心ギアをリ
ングギアに直結するように係合させて第２の速度
比を与える。

第３図は、動力のアツプシフトの説明に有用な
２つの異なるカーブ３０と３１を示す。カーブ３
０は、一般にドライブライントルクと呼ばれるト
ランスミツシヨンの出力結合におけるトルクを示
す。カーブ３１は接近する摩擦要素のピストンに
作用する圧力を示す。最初にドライブライントル
クはエンジン出力×ギア比（効率は無視）に等し
く、要素の圧力は零の儘であり、時間t₀における
シフト指令が発される。この指令は、オペレータ
により与えられるか、または当業者にとつて周知
の方法でシフト点コンピユータ（Shift point
computer）から受取ることができる。時間t₀とt₁
の間では、トランスミツシヨンは、動作部のピス
トン容積は制御圧力の実質的な変化を受けること
がなく又トルクにも変化がないため、シフト動作
シーケンスの「容積充填」位相に止まる。このこ
とは、流体が摩擦要素と係合する圧力下で導入さ
れても、ある程度のゆるみ量即ちピストンにおけ
る空間があるために生じ、この容積は反作用部材
との摩擦要素の実際の物理的係合が生じる前に充
填されねばならない。時間t₁においては、接近す
る摩擦要素がその関連するギア又は他の要素にト
ルクを与え始めるため、シフトシーケンスの「静
的」位相が始まる。静的位相においては、t₁から
t₃にかけて制御圧力およびトルクは変化するが、
エンジン速度には変化が生じない。本発明の重要
な点は、以下に述べるように、さもなければピス
トン容積を充填して時点t₁におけるシフトの静的
位相を開始するのに必要な時間から生じるシステ
ム動作遅延を修正するためにフイードフオワード
（順送り）回路の提供にある。

時点t₂では、システムはシフトの静的位相の中
間点にある。従つて、システムはこの時点で用い
る特定のロジツク指令信号を生成することが明ら
かであるが、現時点では制御圧力は未だ時点t₂で
上昇中であり、又接近する摩擦要素はその関連す
るギアに対し力を作用し始める時ドライブライン
トルクは依然として低下中であることに留意すれ
ば十分である。時点t₃では、シフトの静的位相は
完了し、一方向クラツチ２５が解除される。トル
クカーブ３０上の点３２において示される如く、
ドライブライントルクはこの時点t₃では増加し始
め、これは又静的位相の終りとシフトの「動的」
位相の開始を示す。この時点、即ちシフトの動的
位相の開始においては、本システムの制御ループ
は以下に説明するように閉鎖されている。

ドライブライントルクにおける変化は、短期、
中期、長期にわたつて生じ得る。もしシフトが比
較的短い時間に完了されるならば、これはドライ
バーにとつて工具の悪い「感じ」即ち不快な急衝
をもたらす。もしシフトの動的位相が非常に長い
期間に延長されるならば、これはトランスミツシ
ヨンおよび関連する構成要素に過度の疲労を与え
る。１つの満足できる妥協はカーブ３５により示
される。これは、シフトが十分に短い期間で生
じ、その結果過度の構成要素の疲労が起らず、同
様にドライバーはシフトにおいて急衝即ち急激な
切変りを感じることがないことを意味する。シフ
トの特性の論議は、前に述べたSAE文献の「稼
動中のアツプシフト」において記述されている。
この文献は、本発明が指向するカーブ３５により
示される如き優れた性質のシフトの実現に関する
ものである。

第４図は、ギア装置２０におけるギア比の変化
を調整するための制御システムの略図である。こ
のギア装置は、エンジン３３からの駆動力を受け
るための入力結合部と、駆動トルクを負荷に与え
るための出力の機械的駆動結合部とを有する。こ
のシステムは、ギア装置２０に連結されて制御装
置が変速ギア信号を与える時にギア比の変化を行
う出力結合部を有するサーボモータでも良い制御
装置３４を含んでいる。トランスジユーサ４４
は、ギア装置２０の機械的出力駆動結合部に位置
されている。トランスジユーサ４４は、ギア装置
２０により与えられる出力トルクの関数として変
化する出力トルク信号を与える。本図では電気的
な導体４６として示されたある装置は、トランス
ジユーサと制御装置間に結合されて出力トルク信
号を制御装置３４に送り、その結果制御システム
がギア切り換え信号を適当な時点でギア装置２０
に送ることができる。制御装置３４と装置４６
は、必要に応じて流体作用および（又は）機械的
作用要素に変えることができる。

第５図は、自動トランスミツシヨン４０におい
てギア比を変えるために本発明により開発された
電子作用による制御システムをブロツク図で示す
ものである。駆動軸４１はトランスミツシヨンに
対する入力の機械的駆動結合部を示し、これは通
常エンジン又は他の原動機の出力部に結合されて
いる。前述の如くキヤリアから取出されるトラン
スミツシヨンの出力駆動結合部は軸４２により示
される。この軸は通常車両の車輪を駆動するため
の軸に結合されている。更に、トランスミツシヨ
ンは、摩擦要素を制御し、こうしてギア比の変更
を制御するための圧力下の流体を受入れる少なく
とも１個の流体入口４３を有する。

トランスジユーサ４４は、トランスミツシヨン
の出力駆動結合部でトルクを検出し、又各回線４
５と４６上に出力トルクの関数である電気信号を
与えるように配置されている。閉鎖ループ型コン
トローラ４７は、回線４６上でフイードバツク信
号として受取る出力トルク信号と、ロジツク制御
回路５１からの回線５０上で受取る複数個のロジ
ツク指令信号の両方の関数として回線４８上に補
償信号を与えるための以下に更に説明する複数個
の構成要素を有する。回線４８上の補償信号はパ
ルス巾変調回路５２に与えられ、この回路は又ロ
ジツク制御回路からの回線５３上で複数個のロジ
ツク指令信号も受取る。パルス巾変調回路５２か
らの出力信号は制御信号で、これは、電気液圧制
御弁５６の一部である回線５５に対して回線５４
を介して与えられ、この弁の出力側は自動トラン
スミツシヨンの入口４３に結合されている。流体
管路５７は当技術において周知の方法でポンプ
（図示せず）から加圧された流体を受入れるよう
配管されている。

反動トルクコンピユータ（reaction torque
computer）６０は、回線４５上に出力トルク信
号を受取り、又出力回線６１上でロジツク制御回
路５１に与えるシミユレートされた反動トルク信
号を生じる。このロジツク制御回路も又シフト点
を表示する回線６２で信号を受取つてシフト指令
の発生を示す。シフトパターン信号が生成でき、
この信号は回線６３によりロジツク制御回路５１
に与えられる。この回線６３のシフトパターン信
号は、ドライバーがシフトレバーをある位置（即
ち、「駐車」、「後進」、「中立」、「駆動」等）に動
かす時に与えられ、制御弁（図示せず）の動作を
変更し、どの制御弁が作動されるかを電子作用シ
ステムに「知らせる」ものである。回線６２のシ
フト点信号は、シフトアツプ又はシフトダウンが
行われるべき時信号を発生する装置（図示せず）
から得られる。この信号を与える電子作用システ
ムも又利用可能である。この説明のため、導体６
２はシフト点信号を与えるための手段と考え、又
導体６３はシフトパターン信号を与える手段と見
做す。ロジツク制御回路５１は、反動トルク信
号、シフト点信号、およびシフトパターン信号
（シフトパターン信号の説明は基本的なシステム
動作の理解には不必要である）を受信し、出力ケ
ーブル５０，５３に複数個のロジツク指令信号を
与えて閉鎖ループコントローラ４７内の要素の動
作とパルス巾変調回路５２の動作を行う。以下の
説明によれば、反動トルクコンピユータ６０が本
発明の需要な要素であることが明らかになろう。

反動トルクコンピユータ６０も又、ある期間ト
ランスジユーサから受取つた瞬間的なトルク信号
を平均化することにより平均トルクレベル信号を
回線７１に与える。この平均トルク信号は、適応
コンピユータ９３に与えられ、この回路は平均ト
ルクレベルの関数として変化する出力信号を生じ
る。適応コンピユータ９３からの第１の出力信号
は、閉鎖ループコントローラ４７に対する入力指
令信号として回線９２，９４に与えられる。この
第１の出力信号は、コントローラの動作に作用し
て、(1)トルクカーブ３５の「傾斜」部分の勾配
と、(2)閉鎖ループコントローラの利得を変化させ
る。適応コンピユータ９３からの第２の出力信号
は導体９５を経て順送り回路９６に与えられ、こ
の回路は更に回線１０１を経てパルス巾変調回路
５２に信号を送る。この順送り回路は、容積充填
の際（第３図のt₀）において急速に油を充填する
ために広く開口した制御弁５６を中央（中間）位
置に戻して次の動的位相において流量を制御する
ための準備（修正）をする。即ち、この順送り回
路の作用は、シフトの静的位相が始まる前にピス
トンを充填するのに必要な時間（第３図のt₀〜
t₁）の間制御弁５６の動作を修正するものであ
る。従つて、適応コンピユータ（addaptive
computer）９３と順送り回路９６は、本発明の
閉鎖ループ制御システムの全調整作用を改善す
る。

第６図は本発明の基本的な電子制御システムを
更に詳細に示す。反動トルクコンピユータ６０は
いくつかの作用段を含むことを示し、回線４５は
積分段６５の入力側と、回線６６を経て合計段６
７の１入力コネクターとの両方に接続されてい
る。積分段６５の出力側は積分されたトルク信号
を回線６８を経て受動回路７０に供給して、時間
Ｔにおいて軸４２に与えられた平均ドライブライ
ントルクを示す信号を回線７１に生じる時分割を
示す比１／Ｔで回線６８の信号を乗算するよう作
用する。積分段６５に対するロジツク指令信号
LC２と、メモリ段７２に対するLC３の付与が示
され、各ロジツク指令信号は以下に説明されるよ
うにロジツク制御回路５１により生成される。次
にメモリ段７２の出力は、平均ドライブライント
ルク信号（時間Ｔに対する）を回線７３を通じて
受動段７４に与えて、この信号に１／Ｒを掛ける
か、ギア比Ｒに対して調整された平均ドライブラ
イントルクを表示する信号を回線７５に与えるよ
うに作用する。回線７５のこの信号は合計段６７
に対する他の入力信号で、これは次にロジツク制
御回路５１に与えるために回線６１に反動トルク
信号を生成する。

当業者には、反動トルクコンピユータ６０が、
回線４５で受取つた瞬間的トルク信号の関数とし
て反動トルク信号を回線６１に与えるように接続
された簡単なアナログ要素で示されていることが
判ろう。これは、例示した積分、メモリ、除算お
よび合計段を用いて実施される。マイクロプロセ
サ又は他のデジタル回路を、回線４５で受取つた
瞬間的トルク信号に応答して反動トルク信号を回
線６１に与えるために周知の方法で動作するよう
に接続できることは明らかであろう。従つて、本
文および特許請求の範囲において用いられた表現
「反動トルクコンピユータ」および「適応コンピ
ユータ」は、周知でありかつ当技術において理解
されているこのような回路のアナログおよびデジ
タル形態の相方を包含するものである。

シフト点コンピユータ７７は、シフト指令が開
始された時、回線６２に経てロジツク制御回路５
１に対して信号を与える。同様に、シフトパター
ンレバー７８は、回線６３によりロジツク制御回
路にシフトパターン信号を与えるのに従来使われ
ている。

回線４６の瞬間的出力トルク信号は、図示の如
く閉鎖ループコントローラ４７に与えられ、最初
フイードバツクフイルタ回路８０に与えられる。
信号は第１の受動要素８１と能動段８２を流れ、
受動要素８３は前記段８２と並列に接続される。
〇印（８１，８３等）で示された受動要素は固定
又は可変抵抗器の使用により構成できる。フイル
タ回路８０は、メモリ段８５の入力側と、回線８
６により合計段８７の入力接続部の一方の相方に
与えられ、かつ又第２および第３の入力信号を受
信する回線８４上にフイルタされた出力信号を与
える。第２の入力信号はメモリ８５から回線８８
により受信され、前記メモリは、回線８４上のフ
イルタされた入力信号のみでなくロジツク制御回
路５１からLC５ロジツク指令信号をも受信する。
全てのロジツク指令信号LC１〜LC５は動作モー
ド信号である。更に説明するように、これ等信号
はある時間的シーケンス（t₀〜t₃、第３図）で、
他の構成要素に対して情報即ち指令入力信号を与
える代りに、その構成要素の動作状態を調整する
ように生じる。合計段８７により受信される第３
の入力信号は、別の能動段９１、即ち適応コンピ
ユータ９３からの回線９２を経て受信されたレベ
ル即ち振幅信号の関数として傾斜部の計算された
勾配信号を与えるように接続される積分段から回
線９０を経て受信される。傾斜部の能動段９１は
又計算された開始点t₃で生じるLC５ロジツク指
令信号も受信する。このように、段８７は、回線
８６でフイードバツク信号を受信し、回線８８，
９０で「入力指令」信号と総称される、計算され
たトルクカーブ３５を決定する傾斜決定信号を受
信する。

第６図の適応コンピユータ９３は、以下に記述
する３つの回路を有し、その各回路は、時間Ｔの
間平均ドライブライントルクを示す反動トルクコ
ンピユータから回線７１を経て信号を受信する。
この瞬間的なドライブライントルクは、エンジン
振動、捻り振動、車輪のスリツプおよび他の不規
則要素の故に変動する。従つて、平均信号はシス
テムの誤動作を避けるように与えられねばなら
ず、又この平均信号はシフトシーケンスの間プリ
セツトされた時間枠内で与えられねばならない。
動作時間の概念を与えるため、t₁からt₂（第３図）
迄の時間は約数ミリ秒である。回線７１上の平均
トルク信号およびコンピユータに記憶された情報
から、レベル信号が回線９２に与えられてシフト
期間中トルクを調整し、この場合この信号は第３
図でカーブ３５により示されるようにトルクカー
ブの「傾斜部」の勾配を略々制御する。適応コン
ピユータ９３も又回線９４に利得制御信号を与
え、順送り回路９６に接続された回線９５に第３
の出力信号を与える。この順送り回路は、第１の
受動要素９７と、要素９７からの信号のみでなく
LC４ロジツク指令信号をも受信する能動要素９
８と、回線１０１の順送り組合せから出力信号を
与える順送り段１００とを含む。受動フイードバ
ツク要素１０２は能動要素９８の囲りに接続さ
れ、直接信号結合が要素９７の入力側から導体１
０３を経て順送り段１００の１入力側に与えられ
る。この順送り回路は回線１０１に信号を与える
ための見越し回路で、シフトのシーケンスの静的
位相が始まる前の時間t₀とt₁間のピストン容積を
充填するのに必要な時間遅れを修正しようとす
る。

順送り段１００からの出力信号は回路１０１で
別の能動要素１０４に送られ、この回路はLC４
ロジツク指令信号の受信と同時に閉路されてパル
ス巾変調回路５２に対して回線１０５で出力信号
を与えるスイツチとして作動する。PWM回路５
２はこのように４つの入力信号を受信するが、こ
の入力信号は、閉鎖ループコントローラ４７から
の回線４８上の補償信号、回線１０５上の順送り
修正信号、ロジツク制御回路５１からのロジツク
指令信号LC１とLC２である。信号がシフトパタ
ーンレバーの運動により生じる時、LC１は生成
されケーブル５３上に送られるだけであるから、
この信号についてはこれ以上説明する必要はな
い。

閉鎖ループコントローラ４７においては、ルー
プ利得制御回路１０６は、適応コンピユータ９３
から回線９４で利得調整信号と、合計段８７から
回線１０７で出力信号の相方を受信する。利得制
御回路１０６からの出力信号は、別の受動要素１
０８を経てループ補償回路１１０に送られるが、
前記補償回路は、積分回路１１１、並列接続受動
要素１１２、段１１１の出力側と能動段１１４の
１入力側間に接続された別の受動要素１１３、お
よび要素１０８から段１１４の１入力側へ直接信
号を送るように接続された導体１１５を含む能動
段からなる。段１１４の出力側には、パルス巾変
調回路５２に与える閉鎖ループコントローラ出力
即ち補償信号がある。

制御弁組立体５６は、弁体１２０を有する。こ
の弁は２段の制御弁として構成されている。然し
ながら、パルス巾変調（PWM）信号を与えて弁
のコイル５５を付勢させることにより、連続的に
変更可能な弁の動作に似た動作が行われるように
弁位置が有効に調整できる。このように、頭書の
特許請求の範囲においては、「制御弁」なる用語
は、本文に開示された経済的な２位置弁と同様
に、（非常に高価ではあるが）従来のサーボ弁を
含むものである。供給圧力は、図示の如く導管５
７に与えられ、第１段の固定オリフイス１２１を
通過した後、導管１２２内の流体は第１段のパイ
ロツト圧力である。第１段の可変オリフイス１２
３は、コイル５５に与えられたPWM信号により
調整されている。従つて、パイロツト圧力は、固
定オリフイス１２２と可変オリフイス１２３の相
方の関数である。可変オリフイス１２３の他の側
は、チヤンネル135を経て戻り圧力管路５８に結
合されている。制御圧力は、管路１２４に与えら
れ、前述の如くギア比の変更の調整のためトラン
スミツシヨンに与えられる。

トランスミツシヨンの構成要素も第６図に全体
的に示され、第１および２図における遊星ギア装
置の表示と同じ番号を付す。本発明により制御さ
れる特定のトランスミツシヨンは重要ではない。
入力および出力駆動結合部を設け、管路２４にお
ける流体圧力により制御されるギア切換えを行う
どんなトランスミツシヨンでも使用できる。

第７および８図は、本発明の望ましい実施例に
おいて使用される２位置弁５６の更に詳細を示
す。第７図の端面図は、４本のねじ１２７で弁体
カバー１２８（第８図）に固定される弁体１２６
を示す。第７図も又、弁体１２０の右端部に塞柱
１３０と、弁体内のソレノイドコイル５５に与え
るPWM回路５２からの出力信号を伝える導体を
受けるための１対の電気接点１３２を有する下垂
状のプラグ体１３１とを示す。

第８図は、内部にコイル５５を有するソレノイ
ド体部３３を示す。ソレノイドコイルに与えられ
たPWM信号は、プランジヤー１３４の有効位置
を決定し、従つて可変オリフイス１２３の有効な
開口を調整する。圧力下の流体は、チヤンネル57
から導入されて右側へ更に下方に流れ弁体１２０
の右端部を径て第１段の固定オリフイスに至る。
このオリフイス通過後、下方へ更に流体の主流部
は、入口管路１２２、ソレノイドの内部チヤンネ
ルを通つて右方に流れる。内部を通過する流体は
その後チヤンネル58と同様な圧力戻り管路に結合
された放出ポート１３５を介して戻される。

第１段の固定オリフイス１２１を通過する流体
の一部も又、チヤンネル136を介して弁の塞栓１
３７迄上方に流れ、こうして圧力を弁体１２０の
左側に与える。この弁を写身大に示したので、当
業者は、容易に適当な２位置弁の組立てができ、
あるいは第７および８図に示された構成に相等す
る弁を使用できるであろう。ここで再度強調して
おきたいことは、ある位置範囲におけるどの地点
にでも調整可能なサーボ弁を例示の弁構造の代り
に提供し得ることである。然しながら、自動車市
場において本システムの構成の経済的配慮のため
比較的高価なサーボ弁の使用は敬遠される。

第９図は略図により２つの入力信号を受信する
適応コンピユータ９３の回路構成を示す。第１の
ものは、回線７１上の平均ドライブライントルク
の関数であり、第２のものはシフトの静的位相の
開始と共に発するロジツク指令信号LC３である。
例えば、回線７１のトルク信号は共通の導体１４
０を経て最初に受取る信号の利得を調整するため
の第１の受動要素１４１に与えられ、前記信号は
次にバツフア増幅器１４２を経て可変利得増幅器
１４３の入力側に送られる。この増幅器内に示さ
れる勾配利得特性１４４は、プリセツト利得が適
当な構成要素の選択により与えられて勾配の大き
さおよびこのための所望の利得を与えることを示
す。調整可能な増幅器１４３の出力は、メモリ段
１４５の入力側に与えられる。このメモリ段は、
増幅器１４３から入力信号を連続的に受信し、ロ
ジツク指令信号LC３が受信される時、その時存
在する信号レベルが記憶されトルクカーブ３５の
傾斜部分（第３図）を調整するための出力導体９
２に継続的に存在する。文字「ａ」、「ｂ」を付し
た同様な要素は、ロジツク指令信号LC３が与え
られる時利得制御段１０６と順送り回路９６に与
えられる導体９４と９５上に信号を記憶保持する
ように設けられている。適応計算機能をもたせる
ためには他の適当な回路が使用でき、その唯一の
要件は、異なるチヤンネルにおける回線７１の平
均トルク信号の個々の修正と、LC３の発生の時
間t₁において生じた修正信号の記憶である。

第１０図は、トランスジユーサ４４の究極要素
の簡単な分解図である。当技術においては、磁気
フイールドは透磁性の軸に隣接して設けることが
でき、（例えば、交流電流をコイルに通すことに
より）フイールド即ち磁力線束の検出装置は最初
の磁気フイールドの確保に用いられた付勢装置の
付近に位置されることが一般に知られている。被
駆動軸４２の如き透磁性部材はトルクを与えられ
るため、その透磁率を変化させて磁束のパターン
を変更する圧縮力および引張力を受ける。従つ
て、中央の構成体１５０は、複数個の磁化リング
部材即ち積層部により簡単に形成された外側の円
形磁気回路１５１が設けられる。複数個の極片１
５２は外側のリング積層部の延長により形成さ
れ、個々の巻線１５３（２個のみを図示）は各極
片上に設けられる。巻線１５３は第１１図に示す
如く直列に接続され、インバータ１５４により励
磁され、このインバータは更に自動車の電気シス
テムから付勢される。このように形成された磁気
フイールドは、極片１５２の間に心出しされる軸
４２（第５図）の前記部分を透過する。第２の磁
化構成部１５５も又、積層部１５６が磁気回路
と、同数の巻線１５８が設けられる別の複数の極
片１５７とを形成させて設けられている。これ等
の巻線部１５８も又直列に接続され、出力導体４
６ａ，４６ｂを経て、ドライブライントルク信号
を与えるのに使用できる軸４２における応力を表
示する。本発明の諸目的のためには、励磁構造体
１５０の他の側には軸の周囲に他の配置と同様な
磁気回路１６１と複数個の極片１６２とこれ等極
片上の直列に接続された巻線部１６３を有する別
の励磁構造体１６０を配置することが望ましいこ
とが判つた。唯１個の磁気ピツクアツプ構造体
（１５５のような）を用いると、巻線部１５８，
１６３に誘起される信号の一部が軸速度の関数と
して変化し、望ましくない誤差を導体４６ａ，４
６ｂのトルク出力信号に導入することが判つた。
然しながら、巻線部１５８，１６３における速度
に依存する信号成分は最後に相互に180゜位相がず
れている。従つて、２列の直列に接続された巻線
部１５８，１６３を図示の如く並列に接続するこ
とにより、速度に起因する誤差成分は最後には除
去され、その結果生ずるトルクを表示する信号は
実際のドライブライントルクの非常に良い表示を
与える。適当な出力トルク信号が駆動トルクの関
数として与えられる限り、例示のトランスジユー
サ４４の代りにセンサ装置を使用できる。

第１２図は、ロジツク制御回路５１の構成要素
を示す簡単なダイヤグラムである。バツフア増幅
器１７０を通過した後回線６３で受信されたシフ
トパターン信号を使用して、ダウンシフトが運転
条件により必要とされる時信号LC１を与える。
回線６２のシフト点信号は別のバツフア増幅器１
７１を通過して、第３図の理想化されたダイヤグ
ラムと第１３図の実際のグラフに示す如く、時点
t₀においてLC２信号を与える。増幅器１７１
（第１２図）からの出力信号も又固定された時間
遅延段１７２を通過して前述の如くピストン充填
容積に関連するLC３信号を予め定めた時点t₁で
生成する。

回線６１でシミユレートされた、即ち実際のト
ルク信号に対して動作させることにより計算され
た反動トルク信号は、第１のコンパレータ１７３
の１入力側と第２のコンパレータ１７４の１入力
側に与えられる。ポテンシヨメータ１７５はコン
パレータ１７３の他方の入力側に与えられる基準
信号を与える。このコンパレータ１７３は、ポテ
ンシヨメータ１７５のセツテイングにより決定さ
れる反動トルク値の百分比で、出力ロジツク指令
信号LC４をスイツチ即ち生成する。コンパレー
タ１７４は、回線６１上の反動トルク信号が零に
減衰した時、即ち機械的駆動結合部を切り替える
ための計算された開始時期t₃においてLC５信号
を与える。

システム動作の全般的な展開は、本発明の一実
施例において計測された異なるパラメータの実際
値を示す第１３図に関連して与えられる。同図に
示す如く、カーブ１８０は、弁５６から自動トラ
ンスミツシヨンにおける制御された摩擦要素に送
られた制御圧力を示し、カーブ１８１はトランス
ジユーサ４４によりモニタされた実際のドライブ
ライントルクを示し、カーブ１８２はシフトシー
ケンス中のエンジン速度の変化を示している。

最初に、「シフト」指令が導体６２上のシフト
点コンピユータ７７から受取られてロジツク制御
回路に与えられる。第１２図と関連する記述から
明らかなように、これは、時点t₀において、
PWM回路５２に与えられてこのためピストン容
積の充填を開始するよう弁５６の弁体１２０の位
置の修正を直ちに開始するLC２ロジツク指令信
号を与える。同時に、LC２信号は反動トルクコ
ンピユータ６０における合計段６５に与えられ、
その結果前記段６５は動作状態となりドライブラ
イン信号のレベルの積分を開始する。第１３図に
示す如く、実際のトルク信号１８１はこの時の平
均レベル１８４の上下に変動する。従つて平均信
号が生成され、回線７１において適応コンピユー
タ９３の入力回路に与えられつつある。このた
め、時間遅延回路１７２により決定される時間経
過後、ロジツク指令LC３は第１３図に示される
如く時点t₁で生成され、反動トルクコンピユータ
６０のメモリ段７２に与えられる。このように、
平均ドライブライントルク信号を表示するメモリ
７２の入力側にこの時存在する数値は記憶され、
ギア比Ｒで除算の後、合計段６７の１入力側７５
に続けて提示される。同時に、瞬間的ドライブラ
イントルク数値は回線６６上を合計段６７の他の
入力側に継続的に供給される。前記段６７からの
出力信号は、２つの入力信号間の差であり、反動
トルク信号をシミユレートするのは回線６１上の
この信号である。

回線６１上の反動トルク数値がポテンシヨメー
タ１７５のセツテイングにより得られるプリセツ
トトルク数値と数％違う時、ロジツク指令LC４
はコンパレータ１７３により与えられる。もし一
方向クラツチを使用しなければ、この信号LC４
はリングギア２４を拘束するバンド又はデイスク
要素を解除するのに使われ、本発明のシステムに
おいては、指令LC４は回路９６からPWM回路
５２に対して順送り信号を与えるように使われて
制御弁５６の動作遅延を修正する。LC４信号は
順送り回路における積分段９８に与えられその結
果この段は動作して初期信号数値をコンパレータ
１００の１方の入力側に与える。コンパレータ１
００の他方の入力は、導体１０３に与えられる適
応コンピユータ９３からの即時信号である。時点
t₂においては、信号LC４もスイツチ１０４を閉
路して順送り回路からの出力をパルス巾変調回路
に与える。この作用は、アツプシフトサイクルの
静的位相の略々中間で生じる。

出力導体６１における反動トルク信号の瞬間的
数値が零になる時、コンパレータ１７４はスイツ
チされてその出力信号としてLC５を生じる。こ
の信号は全制御システムの有効な「ループの閉
鎖」を行う。即ち、メモリ段８５はLC５指令を
受取り、こうしてこの導体８４に存在するトルク
信号の数値を記憶し、このトルク信号はその後合
計段８７に対する回線８８上の出力信号として惹
起され、作用的にはドライブライントルクの１８
５で示される地点のレベルを決定する。同時に
LC５信号は能動段９１を作動させて導体９０に
継続する傾斜型信号を与え、これがアツプシフト
の動的位相の間に必要とされる平均トルク変化の
点線１８６により識別される勾配を決定する。適
応コンピユータからの信号は全てシフトの静的位
相が始まる時点t₁で与えられて時点t₃における各
段８５，９１のその後の動作に対する基準レベル
を確保する。この時、ドライブライントルクも
又、閉鎖ループ回路に対する電気的入力指令とし
て合計段８７に対して回線８６でロツクインされ
る。このトルクは、次に、アツプシフトの完了迄
段９１から与えられた傾斜信号により決定される
第１３図に示された如き平均傾斜型数値１８６に
変化する。このループ安定性は、適応コンピユー
タにより決定されるような特定の利得数値におい
て動作する利得制御段１０６に左右される。

第１４図は、ダウンシフトが本システムに対し
て示される時のエンジン速度、ドライブライント
ルク、および制御圧力の変化を示す。この動作
は、ロジツク制御回路５１に生成された信号によ
り開始されてこの時点のLC１指令信号を発生す
る。制御圧力は直ちにカーブ１９０により示され
る如く低下し始め、ドライブライントルクも又カ
ーブ１９１により示されるように急速に低下し始
め、又エンジン速度はカーブ１９２により示され
るように徐々に増加する。出力トルクは落込み、
時点t₁では一方向クラツチ２５が係合してトルク
はその前の数値に向つて急速に増大し始める。あ
る処迄昇りつめた後、出力トルクはエンジン速度
が安定すると再び安定する。このように一方向ク
ラツチを用いるとダウンシフトは簡単で素直にな
る。

(ヘ) 効果 本発明の制御システムは、シフトの状態制御に
おける実質的な改善を行い、前記の如き実際的な
構成要素で構成されるものである。本発明の発明
概念によるシステムの特徴ある部分は、瞬時反動
トルクに非常に近似するシミユレートされた反動
トルク信号を与える反動トルクコンピユータであ
る。適応コンピユータの使用は、瞬間的なシステ
ム動作パラメータに従つて変化するトルクの勾
配、システムの利得および順送り信号レベルの数
値を確立し、こうしてシステムの調整作用および
個々のシフト特性を強化するものである。パルス
巾変調回路と組合わされた２位置制御弁の使用に
より、非較的高価なサーボ弁を使用するこのよう
なシステムに勝る大きな経済的利点が得られる。

特に、本発明は、変速性を最善とするために最
も確実であるドライブラインの実際のトルク出力
に依存して、機械的駆動結合部の切替り開始時期
を含むギア比の変更の調整を行い、かつ自動トラ
ンスミツシヨンの制御全体をトルク出力に依存さ
せているから、最良のシフト特性を得ることがで
きる。

頭書の特許請求の範囲においては、「結合され
た」なる表現は、２つの構成要素の間の直流抵抗
が最終的に零となるこれ等構成要素間の直流の接
続を意味する。「接続された」なる表現は、２つ
の構成要素間の機能的関係があり、「接続された」
あるいは「相互に接続された」と記述された２つ
の構成要素間に他の要素が挿入される可能性があ
ることを示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は自動トランスミツシヨン
の基本的構成要素を示す略図、第３図は自動トラ
ンスミツシヨンのシフト特性の理解に有用な理想
化されたグラフ、第４図は本発明の原理を用いる
簡素化された制御システムのブロツク図、第５図
は本発明により構成された電気的制御システムの
ブロツク図、第６図は第５図と類似するが本発明
の詳細を付加する一部略図によるブロツク図、第
７図と第８図はそれぞれ本発明と共に使用する制
御弁の詳細を示す端面図と断面図、第９図は本発
明の望ましい一実施例に示される計算回路のブロ
ツク図、第１０図と第１１図はそれぞれ本発明と
共に使用するのに適当なトランスジユーサを示す
分解斜視図と線図、第１２図は本発明の論理的制
御回路の詳細を示すブロツク図および第１３図と
第１４図はそれぞれアツプシフトダウンシフトの
間本発明の作用の理解に有用なグラフである。 ２０……ギア装置、３３……エンジン、３４…
…制御装置、４０……自動トランスミツシヨン、
４１……駆動軸、４２……被駆動軸、４３……流
体入口、４４……トランスジユーサ、４５，４
６，４８，５４，６１……回線、５１……ロジツ
ク制御回路、５２……パルス巾変調回路、５５…
…ソレノイド、５６……制御弁、５７……流体管
路、６０……反動トルクコンピユータ、６５，７
０……受動回路、７１……結合点、８７……合計
段、９１……能動段（傾斜部制御段）、８４，８
６，９０，９２，９４，９５……回線、９３……
適応コンピユータ、９６……順送り回路、１０６
……利得制御段、１２４……流体管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン３３から駆動力を受取りこの駆動ト
   ルクを負荷に与えるためにギア列２０の出力側出
   力駆動連結部４２を有するギア列２０における変
   更すべく所定のギア比の変化を制御するための制
   御システムにおいて、 前記ギア比の変化を制御するための前記ギア列
   の制御装置３４と、 前記駆動トルクの関数として変化する出力トル
   ク信号を取り出すため前記出力駆動結合部と作用
   的に関連し、入力側と出力側の夫々機械的駆動結
   合部４１，４２と可変圧力下の流体を導入するた
   めの少なくとも１つの流体入口４３とを有する自
   動トランスミツシヨン４０におけるギア比の変化
   を調整するため、前記制御装置が前記駆動トルク
   に応答してギア比の変化を制御するように前記制
   御装置に接続（４６を介して）されており、そし
   てトランスミツシヨンの出力駆動結合部において
   トルクを検出しかつ出力トルクの関数として変化
   する電子的信号を取り出すように位置されたトラ
   ンスジユーサ４４と、 前記流体圧力を調整してギア比の変化を行うた
   め、流体管路５７とトランスミツシヨンの流体入
   口４３間に接続された制御弁５６と、 前記トランスジユーサと制御弁間に接続されて
   フイードバツク信号として出力トルク信号を受信
   （４６を介して）し、かつ補償信号を与えて（４
   ８を介して）この信号の関数として制御弁の動作
   を調整する閉鎖ループコントローラ４７と、 前記トランスジユーサから出力トルク信号を受
   信（４５を介して）しかつシミユレートされた反
   動トルク出力信号を生じる（６１へ）よう結合さ
   れた反動トルクコンピユータ６０と、 前記反動トルクコンピユータに接続され、前記
   機械的駆動結合部の切替り開始時期を含むギア比
   の変更を調整するため反動トルク信号の受信（６
   １を介して）によつて閉鎖ループコントローラに
   供給すべく、複数個のロジツク指令信号LC₁〜
   LC₅を生じるよう作用するロジツク制御回路５１
   とを備え、前記ギア比の変更は前記機械的駆動結
   合部を切り替えるための計算された開始時期t₃と
   計算されたトルクカーブ３５とに一致するように
   制御されることを特徴とする制御システム。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の制御システムに
   おいて、前記制御弁５６は、受信した電子的制御
   信号の関数として流体圧力を調整するよう配置さ
   れたソレノイド５５を有する２位置弁であり、 更に、その出力側に結合されて前記制御弁の動
   作を調整する電子的制御信号を出力し（５４へ）、
   かつ閉鎖ループコントローラから補償信号を受信
   （４８を介して）するための入力結合部を有する
   パルス巾変調回路５２を特徴とする制御システ
   ム。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の制御システムに
   おいて、 更に、前記反動トルクコンピユータは結合点７
   １において平均トルク信号を生成するための装置
   ６５，７０を有し、 反動トルクコンピユータの前記結合点７１に接
   続された入力回路を有して、反動トルクコンピユ
   ータから受信した平均トルク信号の関数として閉
   鎖ループコントローラの動作を修正するため複数
   個の出力信号を出力（９２，９４，９５へ）する
   よう作用する適応コンピユータを更に含むことを
   特徴とする制御システム（Fig.６）。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の制御システムに
   おいて、 更に、前記閉鎖ループコントローラが、前記フ
   イードバツク信号を受信（８４，８６を介し）す
   るように結合された合計段８７と、前記適応コン
   ピユータからの出力信号の１つを受信（９２を介
   して）し、かつ傾斜部形成信号が適応コンピユー
   タに与えられた平均トルク信号の関数となるよう
   に前記合計段の入力結合部に供給される（９０を
   介して）傾斜部制御作用出力信号を形成するよう
   に結合された傾斜部制御段９１とを設けることを
   特徴とする制御システム。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の制御システムに
   おいて、 更に、前記閉鎖ループコントローラは、適応コ
   ンピユータからの出力信号の１つを受信（９４を
   介して）して前記適用コンピユータに供給される
   平均トルク信号の関数として閉鎖ループコントロ
   ーラの利得を修正するよう結合された入力結合部
   を有する利得制御回路１０６を含むことを特徴と
   する制御システム。 ６ 特許請求の範囲第３項記載の制御システムに
   おいて、 更に、前記制御弁の動作遅延を修正するため信
   号を供給するように結合され、適応コンピユータ
   からの出力信号の１つを受信（９５を介して）し
   て前記適用コンピユータに与えられた平均トルク
   信号の関数として順送り回路９６の動作を修正す
   るように結合された入力結合部を有する順送り回
   路を特徴とする制御システム。 ７ 自動車のエンジンと出力の機械的駆動結合部
   との間に接続されたギア列において変更すべく所
   定のギア比の変化を調整する方法において、 前記ギア比の出力機械駆動結合部に生じる出力
   トルクを検出し（４４によつて）、 出力トルクの関数として変化するフイードバツ
   ク信号を生成（４５，４６へ）し、 前記ギア比に対して調整された平均ドライブラ
   イントルクを表示する信号を確立し（７５へ）、 前記平均ドライブライントルクを表示する信号
   とフイードバツク信号を連続的に比較してギア比
   の変更を行うのに適当な時期を決定し、 出力トルクを示すフイードバツク信号における
   変動の関数として計算されたトルクカーブに従つ
   てギア比の変更制御を修正することを特徴とする
   方法。 ８ 特許請求の範囲第７項記載のギア比変更の調
   整方法において、 更に、反動トルク信号を生成するよう出力トル
   クフイードバツク信号に対して作用させ、 反動トルク信号の関数としてギア比の変更制御
   を修正することを特徴とする方法。