JPH06201036A - 変速機歯車のシフト方法 - Google Patents

変速機歯車のシフト方法

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JPH06201036A
JPH06201036A JP5294047A JP29404793A JPH06201036A JP H06201036 A JPH06201036 A JP H06201036A JP 5294047 A JP5294047 A JP 5294047A JP 29404793 A JP29404793 A JP 29404793A JP H06201036 A JPH06201036 A JP H06201036A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障歯車を飛び越えてシフトする際、エンジ
ンに大きな負担がかからないようにする。 【構成】 歯車のアップシフト(30)またはダウンシフト
(42)要求に応じて、使用した場合にエンジン速度の上限
及び下限(36、38、40、52) 内に入るエンジン速度が得られ
るような歯車を探し出し(32、44) 、その歯車へシフトを
実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変速機を制御する方
法、特に自動化機械式変速機の歯車をその故障を許容し
ながら選択しシフトする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動化機械式変速機は公知であり、その
ような変速機の歯車を、その故障を許容しながら選択し
シフトする方法も提案されている。例えば、すべて本発
明の譲受人に譲渡されている米国特許第5,109,721 号、
第4,922,425 号及び第4,849,899 号に記載されており、
これらの開示内容は引用例として本説明に含まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の故障許容のシフト方法によれば、単にアップシフト
およびダウンシフトに対してそれぞれ上限または下限の
エンジン速度を規定し、次の歯車を選択しているだけで
あるため、シフトの実行によってエンジン速度が急激に
変化し、エンジンにかかる負担が増大してその損傷を招
く危険がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段、作用】本発明によれば、
自動歯車シフト要求によって、現在使用できる歯車から
使用に適した歯車を探し出そうとして歯車表での歯車選
択検索を開始するようにした、自動歯車選択の改良形故
障許容方法が提供されている。アップシフト要求の場
合、探索は最低歯車から最高歯車まで昇順に行われ、ダ
ウンシフト要求の場合、探索は最高歯車から最低歯車ま
で降順に行われる。いずれの場合も、選択しようとする
歯車を用いて得られるエンジン速度が所定の使用に適し
た上下のエンジン速度値間の範囲内に入るか否かを見る
検査が行われる。アップシフトによって所定の最低値よ
り高いエンジン速度になり、ダウンシフトによって所定
の最高値より低いエンジン速度になるという要件が、歯
車が損失している場合に現在のシフト点を自動的に変更
させる。歯車を飛び越すことが必要になった時にシフト
点を変更することによって、エンジンの破損を招く危険
を伴った異常に高い、または低いエンジン速度を避ける
ことができる。
【０００５】
【実施例】次に、添付の図面を参照しながら以下の詳細
な説明を読めば、本発明のさらに完全な理解が得られる
であろう。図１は、公知の構造の一部自動化レンジ形複
式変速機10を示している。変速機10は、多数比補助部と
直列に接続された多数比主変速部とを有している。変速
機10には、ディーゼルエンジンＥ等の原動機から常時連
結しているが選択的に切り離される摩擦マスタークラッ
チＣを介して駆動される入力軸12が設けられている。マ
スタークラッチＣには、エンジンのクランク軸に連結さ
れた駆動部分と、変速機の入力軸12に固定された従動部
分とが設けられている。エンジンは、手動操作形スロッ
トル装置（図示せず）によって燃料が制御され、マスタ
ークラッチはクラッチペダル等（図示せず）によって手
動制御される。公知のように急速アップシフトを可能に
するため、クラッチペダルのオーバトラベル踏み込みに
よって作動させる入力軸ブレーキＢを設けることが好ま
しい。変速機出力軸14が、変速機10の歯車装置を介して
変速機入力軸12に対して現在の選択歯車の比で減じた速
度で駆動される。
【０００７】変速機10の歯車のシフト動作は、入力軸セ
ンサ18及び出力軸センサ20を含む図示の多数のセンサか
ら入力を受け取る、好ましくはマイクロプロセッサベー
スの電子制御装置すなわちＥＣＵ16の制御を受けてい
る。本発明の譲受人に譲渡されており、開示内容が引用
例として本説明に含まれる米国特許第4,873,881 号に十
分に記載されているように、ＥＣＵ16は、ＸＹシフト機
構22から入力を受け取り、それへ制御信号を送ることに
よって歯車シフトを実行できる。ＥＣＵ16はまた、直接
的に、または図１に示されているようにシフト操作盤及
びディスプレイ装置24に直接的にインターフェースして
いるシステムマネージャーＥＣＵ26にＥＣＵ16を接続し
ているデータリンクによってシフト操作盤及びディスプ
レイ装置24から入力を受け取り、それへ制御信号を送
る。装置24は状態情報をドライバに与え、また操作盤が
ホールド位置Ｈにある時に変速機を手動シフトするため
のアップ及びダウンボタンが設けられている。現在の歯
車を表示するドライバディスプレイモジュール28を設け
ることもでき、シフトがアップシフトかダウンシフトか
を示す矢印を設けてもよい。変速機及びそのような変速
機を制御するためのシステムに関するさらなる詳細は、
米国特許第5、109、721 号及び第5,050,079 号及びそれに
引用例として挙げられている特許に記載されており、こ
れらの特許の開示内容は引例として本説明に含まれる。
【０００８】図２及び３は、図１に示されている形式の
速変速機10の場合の変速機出力速度を入力速度の関数と
して示したグラフである。図２において、入力軸速度
（エンジン速度）が1600RPM に達した時に次の歯車への
自動アップシフトが行われるものとする。図３におい
て、エンジン速度が1200RPM まで降下した時に自動ダウ
ンシフトが行われるものとする。ここで基準としている
エンジン速度はあくまで一例にすぎず、変速機の構造が
変われば別の値になるであろう。図２及び３に示されて
いるように、現在の歯車から次に高い、または低い歯車
へシフトする際に、理想的には変速機の出力軸速度が変
化しない。図２及び３の線の勾配が、表１に示されてい
るように表示歯車によって生じる入力及び出力軸速度間
の比に対応している。
【０００９】
【表１】
【００１０】第８及び第１０歯車の勾配の点線の延長線
は、機能不良または故障のために第９歯車を使用できな
い時に必要なシフト点変更を示している。第８歯車でエ
ンジン速度が1600RPM に達した時に変速機が単純に第１
０歯車へシフトした場合、それによって得られるエンジ
ン速度は直ちに900RPMよりも低い速度まで降下するであ
ろう。新しい比を同期化することができないため、これ
は望ましくない。しかし、従来技術のように、結果とし
て得られるエンジン速度が1600RPM より低いことがアッ
プシフトに対する唯一の要件である場合、第１０歯車が
早すぎる段階で認定されて選択されるであろう。しか
し、本実施例ではエンジン速度が所定の最低値、例えば
900RPMより高くなければならないというさらなる要件を
追加することによって、第８歯車でのエンジン速度が約
1646RPM になるまで、第１０歯車は使用に適した歯車と
して選択されないであろう。このように、自動アップシ
フト基準に最低エンジン速度要件を導入することによっ
て、約1600RPM から約1640RPM へのシフト点の変更が自
動的に実施される。同様にシフトダウンにおいて第９歯
車を使用できない場合、エンジン速度が最低の1200RPM
より高いだけでなく、所定の最高値、例えば1850RPM よ
り低い場合だけ、第１０歯車から第８歯車への自動的ダ
ウンシフトが実施されるようにする必要がある。このよ
うな要件を追加することによって、第１０歯車から第８
歯車へのダウンシフトが許容される点が1200RPM から約
1011RPM へ自動的に変更される。一般的に自動シフトが
生じるためには、結果的に得られる入力軸速度、すなわ
ち次に使用できる歯車の入力軸速度が上限と下限との間
に、例えば一般的なエンジン特徴を想定した表１に挙げ
られている歯車比を有する変速機の場合には900RPMと18
50RPM との間に入っていなければならない。RPM のシフ
ト点を決定する計算は次の通りである。
【００１１】
【００１２】このように、アップシフト点及びダウンシ
フト点は、変速機の使用できる比に基づいて変更され
る。言い換えると、シフト点は次に使用できる歯車が選
択されるまで延長または広げられる。
【００１３】図４は、本発明の歯車シフト選択方法をコ
ンピュータのフローチャートで示したものである。決定
ステップ30に示されているように、現在の歯車比からの
アップシフトが必要である、すなわち変速機入力軸セン
サ18によって検出された変速機入力軸速度（エンジン速
度）が1600RPM より高い場合、ステップ32に示されてい
るように歯車リストまたは表を変速機の第１歯車から始
めて変速機の最後の歯車「Ｎ」で終わるように調査する
ことによって、使用に適した歯車の探索が開始される。
決定ステップ34に示されているように、どれが使用でき
るか、すなわち探し出された歯車へのアップシフトを妨
害する故障が存在していないかを探索する間に探し出さ
れた第１歯車が、決定ステップ36及び38に挙げられてい
る基準に照らして審査される。変速機の歯車リストは、
対応の歯車比を付けた探索表に含めることができ、歯車
またはセンサの故障によってその歯車の使用が認められ
ないか否かに基づいて、使用できるかできないかについ
て適切に確認されるようにしてもよい。あるいは、表が
使用できる歯車だけに限定されている限定作動モードを
入力することによってシステムが故障状態に応答する、
すなわち故障の際には現在の表を新しい表に取り替え
て、使用できる歯車だけが探索されるようにしてもよ
い。この場合、決定ステップ34が不必要になるであろ
う。
【００１４】前述したように、自動アップシフト探索中
に探し出された各々の使用できる歯車が決定ステップ36
の基準に照らして審査され、その探し出された歯車を使
用することによって得られるエンジン速度が所定の最大
値、例えば1570RPM 以下であるか否かが決定される。そ
れ以下である場合、その歯車比はさらに決定ステップ38
の基準に照らして審査され、また否である場合、次の使
用可能な歯車が探し出されるまで探索が継続される。探
し出された歯車を使用することによって得られるエンジ
ン速度が、ステップ36で必要とされるように所定の最大
値より低いだけでなく、所定の最低値、例えば900RPMよ
り高い場合、ステップ40で示されているように選択歯車
へのシフトが実行され、そうでない場合には適当な歯車
が選択されるまで探索が継続される。
【００１５】再び決定ステップ30に戻って説明すると、
アップシフトが必要でない場合、ダウンシフトが必要で
あるか否かの決定が決定ステップ42で行われる。ダウン
シフトが不必要である場合、ルーチンから出る。ダウン
シフトが必要な場合、すなわち入力軸速度センサ18で検
出されたエンジン速度（変速機入力軸速度）が所定の最
低値、例えば1200RPM より低い値に降下した場合、ステ
ップ44及び46で示されているように、歯車リストの探索
がＮから１まで降順に開始されて、次に使用できる歯車
が探し出される。次に使用できる歯車を使用することに
よって得られるエンジン速度が、現在の出力軸速度に探
し出された歯車の歯車比を掛けて計算される。エンジン
速度が、決定ステップ48及び50で必要とされるように所
定の最低速度900RPMより高く、所定の最高速度1855RPM
より低い場合、ステップ52で示されているように探し出
された歯車へのシフトが実行され、そうでない場合は次
に使用できる歯車が検査される。
【００１６】従って、故障状態を許容できる変速機歯車
シフト方法が提供されていることがわかるであろう。好
適な実施例についての上記の説明は一例にすぎず、発明
の精神の範囲内において様々な変更を加えることができ
ることは理解されるであろう。
【００１７】
【発明の効果】本発明にかゝる変速機歯車のシフト方法
によれば、選択しようとする歯車を用いて得られるエン
ジン速度が所定の使用に適した上下のエンジン速度値間
の範囲内に入るか否かを判断してシフトを行うので、エ
ンジンの破損を招く危険を伴った異常に高い、または低
いエンジン速度を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象である変速装置のブロック図
である。
【図２】図１に示されている形式の変速機の典型的な変
速機入力速度対出力速度のグラフである。
【図３】図１に示されている形式の変速機の典型的な変
速機入力速度対出力速度のグラフである。
【図４】本発明の歯車シフト方法の理解に役立つフロー
チャートである。
【符号の説明】
10 変速機 16 変速機ＥＣＵ 24 シフト操作盤及びディスプレイ装置 26 システムマネージャーＥＣＵ
フロントページの続き (72)発明者 ステブン アレン シュローダー アメリカ合衆国 ミシガン 49015 バト ルクリーク サウス 28ス ストリート 117

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン(E) に駆動連結された変速機(1
    0)においてチェンジギヤ要求に応答して歯車をシフトす
    る方法であって、 （ａ）使用できる次の歯車を探し出すため、要求された
    歯車シフトの方向の関数としての所定の順序で歯車表を
    探索する(32、44) 段階と、 （ｂ）段階(a) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン出力速度が所定の最高エンジン出力速度より低
    く、かつ所定の最低エンジン出力速度より高いか否かを
    決定する(36、38、48、50) 段階と、 （ｃ）段階(a) で探し出された歯車が段階(b) の基準に
    適合しない場合、段階(a) の探索及び段階(b) の判定を
    継続し、適合する場合に現在の歯車から探し出された歯
    車へのシフトを実行する(40、52) 段階とを有することを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 エンジン(E) に駆動連結された変速機(1
    0)においてチェンジギヤ要求に応答して歯車をシフトす
    る方法であって、 （ａ）使用できる次の歯車を探し出すため、要求された
    歯車シフトの方向の関数としての所定の順序で歯車表を
    探索する(32、44) 段階と、 （ｂ）段階(a) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン出力速度を計算する段階と、 （ｃ）段階(b) で計算されたエンジン出力速度が所定の
    最高エンジン出力速度より低く、かつ所定の最低エンジ
    ン出力速度より高いか否かを決定する(36、38、48、50) 段
    階と、 （ｄ）段階(a) で探し出された歯車が段階(b) の基準に
    適合しない場合、段階(a) の探索及び段階(b) の判定を
    継続し、適合する場合に現在の歯車から探し出された歯
    車へのシフトを実行する(40、52) 段階とを有することを
    特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 歯車シフト要求に応答して新しい変速歯
    車を選択する方法であって、 （ａ）使用できる次の歯車を探し出すため、要求された
    歯車シフトの方向の関数としての所定の順序で変速歯車
    表を探索する(32)段階と、 （ｂ）段階(a) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン出力速度が所定の最高エンジン速度より低く、か
    つ所定の最低エンジン速度より高いか否かを決定する(3
    6、38、48、50) 段階と、 （ｃ）段階(b) の基準に適合する場合、段階(a) で探し
    出された歯車を使用し(40、52) 、そうでない場合には使
    用できる歯車が探し出されるまで段階(a) の探索及び段
    階(b) の判定を継続する段階とを有することを特徴とす
    る方法。
  4. 【請求項４】 エンジン(E) に駆動連結された変速機(1
    0)においてアップシフトギヤチェンジ要求に応答して歯
    車をシフトする方法であって、 （ａ）使用できる次の歯車を探し出すため、最低歯車か
    ら最高歯車まで昇順に歯車表を探索する(32、44) 段階
    と、 （ｂ）段階(a) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン速度が所定の最高エンジン速度より低く、かつ所
    定の最低エンジン速度より高いか否かを決定する(36、3
    8、48、50) 段階と、 （ｃ）段階(b) の基準に適合する場合、段階(a) で探し
    出された歯車を使用し(40、52) 、そうでない場合には使
    用できる歯車が探し出されるまで段階(a) の探索及び段
    階(b) の判定を継続する段階とを有することを特徴とす
    る方法。
  5. 【請求項５】 複数の歯車を備え、エンジン(E) に駆動
    連結されている変速機(10)と制御装置(16)とを含む変速
    装置(10)で、制御装置(16)は複数のセンサ(18、20) から
    変速装置の状態を表す入力信号を受け取って、論理規則
    に従って信号を処理し、複数のシステムアクチュエータ
    (22)へコマンド出力信号を送るようにした変速装置(10)
    において、チェンジギヤ要求に応答して歯車をシフトす
    る方法であって、 （ａ）使用できる次の歯車を探し出すため、要求された
    歯車シフトの方向の関数としての所定の順序で歯車表を
    探索する(32、44) 段階と、 （ｂ）段階(a) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン速度が所定の最高エンジン速度より低く、かつ所
    定の最低エンジン速度より高いか否かを決定する(36、3
    8、48、50) 段階と、 （ｃ）段階(b) の基準に適合する場合、段階(a) で探し
    出された歯車にシフトし(40、52) 、そうでない場合には
    使用に適した次の歯車が探し出されるまで段階(a) の探
    索及び段階(b) の判定を継続する段階とを有することを
    特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 複数の歯車を備え、エンジン(E) に駆動
    連結されている変速機(10)と制御装置(16)とを含む変速
    装置(10)で、制御装置(16)は複数のセンサ(18、20) から
    変速装置の状態を表す入力信号を受け取って、論理規則
    に従って信号を処理し、複数のシステムアクチュエータ
    (22)へコマンド出力信号を送るようにした変速装置(10)
    において、チェンジギヤ要求に応答して歯車をシフトす
    る方法であって、 （ａ）システム故障を表す状態の存在を感知する段階
    と、 （ｂ）前記状態の存在の感知に対して、全数ではない歯
    車を使用できる作動モードで、その間に使用できる歯車
    を集めた新しい歯車表を特徴としているシステムの制限
    歯車作動モードを入力することによって応答する段階
    と、 （ｃ）歯車シフト要求に応答して、使用できる次の歯車
    を探し出すため、要求された歯車シフトの方向の関数と
    しての所定の順序で新しい歯車表を探索する(32、44) 段
    階と、 （ｄ）段階(c) で探し出された歯車を用いて得られるエ
    ンジン速度が所定の最高エンジン速度より低く、かつ所
    定の最低エンジン速度より高いか否かを決定する(36、3
    8、48、50) 段階と、 （ｅ）段階(d) の基準に適合する場合、段階(c) で探し
    出された歯車にシフトし(40、52) 、そうでない場合には
    使用に適した次の歯車が探し出されるまで段階(c) の探
    索及び段階(d) の判定を継続する段階とを有することを
    特徴とする方法。
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