JPS6194831A - 自動変速機の制御方法 - Google Patents

自動変速機の制御方法

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JPS6194831A
JPS6194831A JP60225935A JP22593585A JPS6194831A JP S6194831 A JPS6194831 A JP S6194831A JP 60225935 A JP60225935 A JP 60225935A JP 22593585 A JP22593585 A JP 22593585A JP S6194831 A JPS6194831 A JP S6194831A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は複数のギヤ比を備える自動変ａ機、たとえば自
ｆＩｈ機械式変速機、スロットル制御されたエンジン、
および流体継手（ドルクコ／バーク）や摩擦クラッチ等
のエンジンと変速機間に配設される継手装置Ｒ，を含ん
だ自動変速装置の制御方法に関し、特に本発明は、スロ
ットル制御されたエンジンと自動変速機を備え、測定し
た又は計算されたパラメータ、たとえば出力シャフトす
なわち車輌速度、入カンヤフトすなわちエンジ／回転数
、スロットル位置などに基づき、ギヤ選択とシフト決定
を行ない実行する車輌用の自動変速装置の制御方法に関
する。
また、本発明は電子制御ユニットとしてマイクロプロセ
ッサを利用した上記装置の制御方法に関するものである
。
（従来の技術） 従来、かみ合いクラッチを用いた自動機械式と、摩擦ク
ラッチを利用した遊里ギヤ式の２つの自動変速装置が知
られており、それぞれの装置における制御方法がある。
測定および／又は計算されたパラメータとしての車輌速
度、エンジン速度、車輌速度変化率、エンジン回転変化
率、スロットル位置、スロットル位置変化率、スロット
ルの完全踏込み（キックダウン）、ブレーキ機構の作動
、現在のかみ合いギヤ比１等々によシ、ギヤ選択やシフ
ト決定がなされ、それらを実行する自動変速装置が知ら
れている（米国特許明細書第４ｊ６１，０６０号、第４
．０７５１２０３号、第４，０７９，６５８号、第４１
４［］１００５１号第４，５２４，５２２号、第４，２
５５，５４８号、第４．０３ａ８８９号、第４２２４２
９５号、第４７７へ０４８号、第４．２０ａ９２９号、
第４，０３９．（１６１号、第４９７４．７２０号、第
４９４２，５９５号参照）。
これらの自動変速装置の制御における従来技術は、通常
電気又は空気圧のアナログ装置および／又はシーケンス
制御や時間制御理論を利用しており、個々独立の作業と
１選択された仕事を遂行するための作業が一群のシーケ
ンス手順やタイミングに従って行なわれている。
（発明が解決しようとする問題点） したがって、これまでの自動変速機は運転者が所望する
運転状態に変わる制御方法を有するものであるが、その
制御方法は単にあらかじめ決メラれたシーケンスによっ
て段階的に変速機の係合ギヤ比を変えるものであるため
、時々刻々変わる現在の運転状態（たとえば道路舗装の
状態や坂道の登板中であるとか等々）に際し、現在の入
力信号から生じた最先の指令信号に基づいて制御される
自動変速機とはなっていない。
したがって運転状ａｔ−きめ細く、かつ素早くコントロ
ールすることができず、より快適なドライブを行なうこ
とができないという問題点があった。
本発明は上記問題点を解消するため、マイクロプロセッ
サを備え、現在の運転に必要な時々刻々の最新の入力情
報をマイクロプロセッサにへづく制御ユニットの制御優
先論理手順に従って七分に効率よく車輌の駆動系の作動
装置に伝達し、制御するようにした自動変速機の制御方
法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、本発明はスロットル制御され
るエンジン０４、運転者によって作動きれるスロットル
位置指示装置ｔ鱈、ギヤ変速機ｕ１、連結装置（１４ｔ
−備え、電子制御部（至）に基づくマイクロプロセッサ
（１００）　　を用いた自動変速機の制御方法で、あっ
て、 １ｉｉＪ記各装置の状態を制御するための指令信号（２
５０〜２６９）に応答する作動装置（１９，２２゜２３
．２６）を有して、マイクロプロセッサによる第１、第
２の制量論理手順によって現在の入力情報（入力シャフ
ト速度、エンジン速度、スロットル位置等）を受け入れ
かつ処理して。
前記第１論理手順において前記マイクロプロセッサが現
在の入力を処理して変速機の所望かみ合い比率を出力し
、 前記第２論理手順において、前記マイクロプロセッサが
その現時点の入力信号を処理して出力信号を発信すると
ともに、前記作動装置への指令出力信号を含み、入力を
前もって個々に処理して出力信号を発信するようになっ
ておシ、十分な回数で、前記周期的な信号を発信して、
少なくとも前記第１論理手順の２回の中断を生じさせ、
かつ臨界制御時間周期中に前記第２論理手順の実行を完
成する各ステップからなっていることを特徴としている
。
（作　用） 本発明によれば従来技術の欠点が克服され、自動機械式
変速機の制御方法が提供されて上記欠点を最小化する。
この変速機は電子制御部又は中央処理ユニツ）　（ＣＰ
Ｕ）を基本とするマイクロプロセッサで。
現在の入力情報が十分与えられ、かつ十分な回数でもっ
て駆動系の状態を効率良く絶えず現在のＲ新された状態
に確定されるように車輌の駆動系と制御する。
このため、全ての臨界的な制御ｌ論理手順を実行し、か
つ指令出力信号を発信するために必要とされる時間は本
装置の機械的な応答時間に比較して相対的に短くなって
いる。
それ故、駆動系の制御は実際の状態、つまり、はぼ時々
刻々の最新状態を検知して、存在する状態の中で所望の
状態と比較されることになる。
誤り信号に相当する不一致が生じたとき、制御行動が開
始される。この場合以下に示すギヤ選択手順の他は、す
べて現在の入力情報、取消し、可能なところでは記憶さ
れた情報に基づく解釈や行動における上記状態の確定、
およびその結果生ずる制御行動が順次なされる。
これらは絶え間なく続く入力信号の手順によって達成さ
れ、駆動系のわずかな変化と違った効果を与えるような
監視された構成要求（必要とされる時間よりも短い時間
周期で監視された構成Ｊｊ！素の状態の最新データを何
回となく供給して種々の車輌の駆動系要素の状態を決）
［する。
この処理方法は２つの重要な結果をもたらす。
まず第１に一時的、χパワー損失をもたらす電気的中性
がシステムを無能くさせることなく、装置自体の進むべ
き道を再生するようにさせる。
中αｆ「が終るとすぐ、制御が行なわれて実際の状態を
確定し適切な制御行動が与えられ、中断の間、出された
不適当な命令をなくすことになる。
制御論理子１１ｔの処理時間は機械的な応答時間に比較
して短く、真の状態が車輌の作動に衝撃を与えることな
く再度効果的に発揮される。
第２に、種々の手順に対して時間設定された−４のシー
ケンス事象が設けられていないことである。行動は制御
動作のための前もって必要な状態を満たす一連の状態変
化として起こる。
主なシーケンスは１次の事実の結果として現われる。す
なわち事象り代表的なパターンに従う傾向にあり、もし
特別の状況が起ったならば、制御装置はあらかじめ設置
１Ｆさ九たシーケンスを必要とせずに遂行される。
上記のことは本装置のもつと必要な制御対象（たとえば
、スロットル装は１入力シャ７トブレーキおよび修正さ
れたクラッチ係合等の制御）と１次に必要とする制御対
象（たとえば、車輌の大きな慣性による最も望ましいギ
ヤ比の選択がエンジン速度に関して比較的緩やかな衝撃
をもたらすようＫする場合）を決定することによって達
成される。
例として、変速ＰＡ１１−比較的長い制御期間（たとえ
ば１００〜１５０　ミ！１秒）、現在の係合ギヤ比にと
どめるようにさせると、車輌二／ジン速度を比較的小さ
な変化に押えることになる。　′″最も必要とする制御
対象に出会うように、指令出力の手順は高位の優先論理
手順によって処理される。この論理手順は時間調整され
、受入れ可能なシステム制御として好ましい制御をたび
九び提供する。一方、他はより少ないデータ処理の対象
物、たとえば好ましいギヤ比の選択等は、絶えずループ
化され高位の優先論理手順によって中断される低位の優
先論理手順によって処理される。
ｉイクロプロセッサは好ましい制御を達成するために必
要とされる処理速度と解法を与えるために選択され、ま
た、好ましくは十分な処理速度を有して高位の優先論理
手順を指令出力によって制御された機械的な作動装置の
ために必要とする時間周期の間に少なくとも２度実行で
きるように選ばれている。指令出力は、入力債報の処理
における単一の誤りや中断が自動機械式変速装置の過切
な制御に影響を与えないということを確かめるように高
位の優先論理手順によって処理される。
（実施列） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
ここに用いられる自動機械式変速装置は少なくともヒー
トエンジンを制御するスロットル装置、多段速かみ合い
クラッチのギヤ変速機、主摩擦クラッチおよび／又は流
体継手（トルクコンバータ）のようなエンジンと変速機
の間に配設した非かみ合い式の連結装置、および自動制
御するための制御ユニットからなる装置である。
また、この装置は入力シャフト、エンジンブレーキおよ
び駆動同期装置を含みうる。
第１図は自動機械式変速装置２ｔ−概略説明するもので
、装ｇ１．２は主摩擦クラッチ１４を介してスロットル
制御されたエンジン１２（たとえばディーゼルエンジン
）により駆動される自動多段ギヤ変速機１０からなって
いる。
自動変速機１Ｇの出力は出力シャフト１６であシ、この
出力シャフト１６はたとえば駆動軸ノティファレンシャ
ル変速箱、等々のような剰輌部品に連結して運転するよ
うに設けられている。
望ましくは変速機の入力シャフト速度を同期するように
制御するため入力シャフトブレーキ１７が利用される。
図示はしないが従来から知られているようＫ。
流体継手（トルクコンバータ等）は主摩擦クラッチ１４
であってもよい。流体継手は選択的に係合可能な摩擦ク
ラッチ手段を入出力要素間に０ｉＩｉえて１？す、該ク
ラッチ手１２はクノノＩ−オペレータに相当する・シ転
若によって作・１ｉｌＪされろ、。
上述の駆動連結要素はいくつかの装置によって作動され
モニタされる。この憾（７Ｊ−の谷々は以下により詳細
に説明する。これらの苫ｉＦＺは運転者が制御した車輌
のスロットルペダル・？燃料スロットリング手段の位１
１４Ｌ　ｆｒ：検出するスロットル位置又はスロットル
開度のモニター＃１立体１日、エンジ／への燃料供給を
制御するスロットル制御作動装置１９．エンジンの回転
速ｅｔ検出するエンジン速度セン？２０、クラッチ１４
を切換えるクラッチ作動装置２２、入カノヤ７トブレー
キ作動装置２５、変速機入力シャフト速度センサ２４、
選択されたギヤ比に変速機１０を効果的にシフトする変
速機作動装置２６．変速機の出力シャフト速１緩センナ
２Ｂおよびブレーキ作動セ／す２９を包含する。
上記６装σｌはｆ＃　ｉｌｌを供給し、また中央処理ユ
ニット５０から１電気信号による命令を受け取る。
中央処理ユニット又は制御部５０はマイクロプロセッサ
でなり、以下に説明する特定の配置および構造を有する
。
中央処理ユニット３０は運転者が車輌の操作モードとし
て後退（ロ）、中立（へ）および前進駆動（Ｄ・Ｄ、・
ＤＬ）ｔ−選択できるシフト制御組立体３２から情報を
受ける。あるい社選択可能なりＩ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（図示略）および／又は圧力流
体源（図示略）が種々の検出、作動および／父性処理ユ
ニットへ、電気および／又は空気圧動力ｔ−提供するよ
うになっている。前記のタイプの駆動連結要素およびそ
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、中央処理ユニット又は制御部５０
は現在のスロットル位＋２ｔ−表示するセンナ１８、現
在のニンジン速度を表示するセ／１２０、現在の変速機
人カシャ７Ｆ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ナ２８、車輌ブレーキ
が適用されたかどうかを表示するセンサ２９、および車
輌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／す３２、から直接入力を受取る。
さらに付加するものとして、クラッチ作動装置２２、入
力シャフトブレーキ作動装Ｒ２３および／又は変速機作
動、装置２６からの各センサは制御部５０に入力（ｉｔ
号を与える。これらの直接入力に加えて中央処理ユニツ
）！ＳＯＫは、センナ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
在係合しているギヤ比を計算する装置、現在係合してい
るギヤ比と尭ンサシ８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、完全スロットルを検
出するｉ−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７ヤフト速
度において所望のエンジン速度を針３７する表置が設け
られる。
中央処理ユニット３０は、さらに一定の入力および／又
は計算された情報′ｔ−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クリアさせる装置を掴えてい
る。
さらに、中央処理ユニット３０は１つ又はそれ以上のタ
イミング装置又はクロックを含み、この装置は所定結果
の発生によりリセットされて、所定の時間間隔を測定す
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
夛、その例は前述の米国特許第４．５６１，０６０号明
細書に示されている。
通常の駆動手順が与えられると、出力シャフト速度と車
輌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。
また主摩擦クラッチ１４が完全に係合、又は流体纒手が
ロツクアツプされていると仮定する１　　　　　　　　
と１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、現在係合中のギヤ比、お
よび出力シャフト／７Ｐ、Ｒ速度の任意の２つを表示す
る信号だけで全３つのパラメータを特定するのに十分で
ある。
センナ１Ｂ、２０．２嶋２８．２９、および作動装置２
２．２Ｓおよび／又は２６に関連したセンサは任意の通
常のタイプのもの、あるいはモニタされたパラメータに
比例するアナログまたはディジタル信号を発信する構造
とすることができる。同様に作動装置２２．２５および
２６は処理ユニット５０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、空気圧又は１匡気−空気圧タ
イプのものとすることができる。
クラッチ作動装置２２は中央処理ユニット３０により制
御されるとともに、米国特許第４．０８１，０６５号明
ＭＡ害に記載されているように主摩擦クラッチ１４？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４４７へ８５１号明細ｄに示さ
れるように、たとえば、加速ペダルおよび／又はブレー
キ機構のような同期装置を包　　　　　　　ｐ含するこ
とができる。また、変速機１０は米国特許第八１０へ５
９５号明細書に示すツイン・カウンタシャ７トタイプと
することが必要ではないが好ましい。
中央処理ユニット３００目的はプログラム（ソフトウェ
アおよび／又はＩ・−ドウエア）オよび現時点又は蓄積
パラメータに従って、変速機１０が作動される最適゛ギ
ヤ比を選択することであり、また必要なら、その選択さ
れた最適ギヤ比へのギヤ変更又はシフトを指令すること
である。
理想的７こは、４子制御即された変速機は特定のＲＬ輌
特性、燃料経済性または性能を高めるようにプログラム
作成が可能であるが、１つの特性（即ち、燃料経済性）
を高めることは、しばしば他の特性（即ち、性能）の低
下に通ずる。
さらに、特定の特性が高められるように、その度合を制
御する抑制事項を考慮しなければならない。この種の抑
制事項は車輌の安全運転の保証、運転者の疲労の増大に
通じる厄介なシフトの役小化が含まれる。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ｈない。
シフト選択装置４３２において運転者によりＤ（ハイウ
ェイ運転）モードが選択された場合は、中央沈埋ユニッ
ト３０に最高性能が得られないことを指示している。こ
のモードにおいては、ギヤ選択補助装置が始動ギヤとし
て第５ギヤを選択し、そして燃料経済性を高めようとす
るハイウェイフット１口フィルにしたがってアップシフ
トおよびダウ７７７トの両方へシフトの選択が行なわれ
る。
同様に、運転者によってシフト選択肢１；７のモードを
Ｄｔ（運転１）またはＤｔ、（低駆動）に選択した場合
には中央処理ユニット３０に対して燃料経済性を犠牲に
してｌよ高性能による運転を望むことが指示される。
Ｄ、モードにおいてはギヤ選択補助装置ｉｔは始動ギヤ
として、第５ギヤを選択するがｓＤＬモードに２いては
始動ギヤとして第１ギヤが選択される。そして車輌性能
を高めるためのオフロードシフト・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いずれかが選択
される。
１つ、もしくは複数の後退モードはシフトユ」択装吐を
介する確かな運転音の選択により実行されることが望ま
しい。
中央処理ユニット３０のプログラム又は論理規則の主目
的の一つは、第２図に示されるよう１１Ｃシフトハター
ン、又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５０により発信された７７ト点グ６７　
イルは変速機が現時点で係合しているギヤ比に維待され
るべきかどうか、次の高いギヤ比ヘアノブシフトされる
べきかどうか、あるいは次の低いギヤ比へダウンシフト
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、現時点又は蓄積された情ＪＪ　Ｋ作
用する所定プログラムにより決定され、〃・つ通常、最
も高い燃料効率が達成されるギヤ比におけるコ１転と、
傘柄の最適性能特性をもたらすギヤ比における運転との
妥協点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百分率で表示されるスａノトル位
ｔｌ”ｅ　％およびエンジン速度の関数である。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
度であることが好ましい。
シフトパターンはテーブル索引および計算された方法に
よって発イＪすることができ、そこでアップシフトおよ
びダウンシフトするためのエンジン速度の限界又はプロ
フィルが検出すれたスロットル位置を生じさせ、検出さ
れた又は計算された現時点のエンジン速度と比較される
。
ここで用いられる「低い方のギヤ比」父は「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ヤ比又は駆動比をいう０たと
えば、第９ギヤは第１０ギヤより低く、かつ第１０ギヤ
から第９ギヤへのシフトはダウンシフトである。
ハ（’ｙ　ｚ　イ（Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄオヨ（ｊ　Ｘ−Ｙ−
Ｚ　）　シフトプロフィルは運転者によシ制御されるス
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７フト用基礎を提供している０両セントのプロフィル
はすべての工７ンンにより駆動される付属装置の効率を
包むエンジンの特性か−ら主として誘導される・ 第２図にエンジン速度をｒｐｍ（１分間当りの回転数）
で表示した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きれているギヤ
のギヤ比の分数値全乗算することにより誘導されるａ選
択情報、したがって乗ｎファクターは実際の機械的状態
全参照することなく、新しい選択ごとに直ちに最新化さ
れることが好゛ましく、シたがって出力ノヤ７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７７トの開始が可能になる。
７０ットル位置は０チから１００係まで、最大スロット
ルの百分率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７フトライ；ｙＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄおよびハイウェイ・ダ
ウンシフトラインＸ−Ｙ−Ｚ２含んでいる。簡単に言う
と、ダウンシフトライ／Ｘ−Ｙ−Ｚおよびアップシフト
Ａ−Ｂ−Ｃ−１）により限定される範囲内の運転条件に
ついては、ギヤ変更は不要であり、またアップソフトラ
インＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄおよびその右方における運転条件に
ついては１次の商いギヤ比へのアップシフトが必要であ
り、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１次の低いギヤ比へのダウ
ンシフトが必要となる。
もちろん、単一のシフト点プロフィル全変速機のすべて
のギヤ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ヤ此処対
して発することができる〇 一般に、ギヤ間の比率分割量の差が大きくなれば、それ
だけそれぞれの現時点で係合しているギヤ比（ついて別
の／フト点グ０フィルの所望量は増大する◎ 他の検出または計算されモニタされた速度。
たとえば入力／ヤフト速度、出力ンヤフト速度。
車輌速度等々が第２図に示した／７ト点グロフイルのエ
ンジン速度に代用できる。
燃料効率と車輌性能との相対的なＮ要件は。
異なる運転条件において変動するから、アップ／ストお
よびダウンシトラインは静的でなく動的であることが望
ましい。動的に移動するシフトラインは知られており、
米国特許第４．５６２，０６０号明細書において詳細に
議論されている。
典型的にはシフトラインは現時点および／又は蓄積情報
、たとえば最終シフト方向、ｉｖ４の、１　　　　　　
　　　加速、エンジンの加速、スロットル位置の変化率
、車輌ブレーキの作動等々に応じて移動される０ シフト点グロフィルがエンジン速度と同様にセンｔ１８
によって決定されるスロットペダル位置に依存すること
を理解することは重要である０選択装置５２の操作によ
る車輌の後退、中立又は前記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Ｓ置の操作である
＠ したがってシフドグｏフィルを設冗し、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シ、変速機が
作動される最適ギヤ比全決定する時、運転者の欲求が中
央処理ユニットにより考慮される〇 実際にエンジンＶＣ供給される燃料の量は、スａノトル
制御装置１９によって制御され、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等々の制御される
装置によって作動している０ Ａ′−ｄ−ｄは上述の米国特／ｆ第４，５６１，０６０
号明細書に詳細されてい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シフトプロフィルである・ま
たＸ’−Ｙ’−Ｚ’はアンプシフトの開始後、動的に修
正されたダウンシフトプロフィルである〇 シフト点プロフィルは、さらに工／ジ／に対して速度に
関連した弊害を防止するために、変速機がアップシフト
されるべきアップシフト限界（ＵＬ）、およびエンジン
に対して速度に関連した弊害を防止するためＫそれより
上では変速機がダウンシフトしてはならないダウンシフ
ト可能限界を含んでいる＠アップシフト限界（ＵＬ）と
ダウンシフト可能限界（ＤＥＩとはスロットル位置の関
数ではない。
運転動作点がＡ−Ｂ−Ｃ又ＦｉＵＬプロフィルの右方へ
移動した時、アップシフトが行なわれる〇また。運転動
作点がＤＢおよびｘ−ｙ−ｚプロフィルの左方へ移動し
たとき、ダウンシフトが行なわれる◎ 第３図にはＣＰＵ又は制御部３０が概略的に図示されて
いる。このＣＰＵ３０ｉｊマイクロプロ七６）？１００
を含む〇 現在の自動機械式変速機装置の制御部３０に用いられる
マイクロプロセッサ１００は、ここではアメリカ合衆国
、カリフォルニア、サンタクジラのインテルコーホレー
ン目ンによって販売されているモデル８０９７マイクロ
コントローラである・この制御部は自動変速機の制御処
理における作業に適している・ 簡単に言うと１選ばれたマイクロプロセッサは入力出力
の接続端子が十分あり、かつ設計上要求される十分な応
答速度と処理能力を有する０上記で述べたように、使用
されるべきマイクロプロセッサの選択に当って採用され
た設計思想は、臨界的な制御手順の全てを冥行すべく必
要Ｊされた時間がシステムの機械的な応答時間に比較し
て短かいということであり、ｉだ、時折の誤りが車輌の
運転において衝撃を与えないように修正され、かつ全て
の臨界的な制御指令信号が絶えず処理されており、しか
も現時点の入力信号からの十分な回数でもって現在の装
置を効率良く直ちに最新化された運転状Ｂ　に　ｆｆｌ
かれるように修正できることであった。本装置において
例として示すように、作動装置はバルブを制御するソレ
ノイドにより主に駆動され、移動を生じさせるには最低
約２０〜３０ミリ秒の時間を必要とする０臨界的な制御
手順は遂行時間が約６〜８ミ′り秒必要であり、１０ミ
リ秒毎に一度その手順がなされる。
さらに、望ましい制御の正確さは、なまのデータによる
最小限の分析が必要となる。ここで用いたインテルの８
０９７マイクロコントローラＦｉ１６ビツト用（すなわ
ち１ワードにつ＠１６ビノト）のもので１例示された自
動機械式変速機装置の制御に対して十分であることがわ
かる０他のマイクロプロセッサであっても、自動機械式
変速機装置を制御する作業に適するものであればよい０
選択されたマイクロプロセッサの特定モデルとその構造
において特許請求の範囲の限定された以外のものは本発
明の構成要素を形成しない。
電源と他の可能な入力挟置（図示路）を付加する本発明
のマイクロプロセッサ１００Ｆｉ、　　２４本の入力イ
ンタフェース又は入力端子２００〜２２５と２０本の出
力端子（２５０〜２６９）が利用できる◎ ここに開示する例において、プロセッサ１００は３つの
磁気速度センナ２０，２４．２８を接続してお９１周波
数変調された信号を生じさせ、５つのアナログ入力信号
と１７のディジタル信号を車輌スイッチ、フィードバッ
クスイッチから。
あるいは変速機１０自体からも発生し、ディジタル入力
を運転者の指令勧告５２から発生するＯ出力側では、プ
ロセッサは２００ソレノイドを制御し、その全て＃′ｉ
、制御のための解法に必要とされた時間がプロセッサの
高速パルス出力によって制御されることを命する１つの
ソレノイド（入力シャフトプレーキンレノイド）ｔ−除
いテ、単純なオン・オフモードに制御されてい　　　　
　　　、。
るＯ さらに、制御部はアナログ形式の指令信号の１つをスロ
ットル位置制御作動装置１９１Ｃ発信する。
マイクロプロセッサ１００に加えて、制御部５０はさら
にランダムアクセスメモリ（几ＡＭ）１０２とリードオ
ンリーメモリ（ＲＯＭ）を含むことができ、このメモリ
ーは第２図に示すように種々のシフト点プロフィルを規
定する蓄えられたプログラムとデータおよび遂行手順を
収納する消去可能なＥＰ几０Ｍ１０４でありてもよい〇
速度センサからの入力信号の他に、入力信号としては、
さらにセンナ１８からの燃料ペダル位置入力信号、スロ
ットル制御作動装置およびセンナ１９からのスロットル
制御位置信号、および運転者の勧告３２からの種々の入
力信号として車輌のエンジン点火のオン・オフ動作を監
視する点火スイッチ作動監視信号、クラッチ作動Ｊ装置
２２および変速機作動装置２６からの種々の状態入力信
号、センサ２９によりブレーキが作動したかを示す（ｆ
ｆ号および本ンスアムの制御にとって好ましいと思われ
る他の信号を含むことができる。
既知のようにディジタル入力はマイクロプロセッサ１０
０にペリフェラルインタフェースアダプタによってイン
ターフェースされ、そしてこのために入力条件設定回路
が充当されている＠ソレノイド駆動出力信号および出力
信号２５０〜２５９は出力条件設定回路と他のペリフェ
ラルインターフェースアダプタを介して接続されている
０ ２０のルノイド駆動部の約半分は変速機作動装置とシフ
トフォークに対して設けられており、それによって制イ
ーされ、残りの内９つの駆動部はエンジンブレーキ、低
パワー駆動、中立位置での始動、主パワーリレーおよび
主摩擦クラッチ１４を制御するのに用いる。
入力シャフトブレーキ１７は高い速度出力で連結された
１つの駆動部を介して制御され、その出力は以下に説明
するように特定の時間にセソトおよびリセットができる
ようになっている。
自動機械式変速機装置２を制御するために。
中央処理ユニット３０は独々の作動装置に添付番号２５
０〜２６９のコネクタで出力信号を発生させなければな
らない。
以下に示すように全ての指令出力は、−位の優先論理手
順に基づいて発信され、その論理手順は現在の入力を処
理して、現在のシステム状態を決丸するとともに所属の
論理規則を用いた指令出力を発情する。低位の優先論理
中Ｉ１ｍは存在するシステムの条件に対して望ましいギ
ヤ比を計算し、高位の優先論理手順を同様に示す信号を
与えるために用いられる・ 現時点の係合ギヤ比に車輌を維待させることから生ずる
エンジン速度における変化は車輌や変速機装置２の比較
的大きな慣性によるが、その変化は比較的長いマイクロ
プロセッサのデータ処理サイクル（即ち５０〜１００ミ
リ秒程度）で起こるものなので無視してもよく、望まし
い係合ギヤ比を決定する入力情報の処理はスロットル制
御作動猛１自−クラッチ作動裟１ｉ′ｉ　＋入力／ヤフ
トブレーキ作！助装置、′Ｊ−々を制御する出力信号を
与えるための入力信号の処理よりも低位の優先論理手順
のものとみなすことができる〇上記のことから＋　′ｉ
た臨界、１ｔｌＩ御論理手順は装ｆ２の機械的な応答時
間に比較して短く、かつ十分な情報が駆動系の状態の絶
え間のない決定に基づくものであるという制御設計思想
の点から、プロセッサが入力データを処理することによ
る論理規則は望ましいギヤ比が計算されることによって
低位の優先論理手順を処理するように構成されており、
この場合には、連続するループペースでのテーブル索引
、計算および比較方法によって、論理手順が始めから終
りまでなされ、またその稜直ちに再開始される〇現時点
の入力信号やある蓄えられた情報から発生される指令出
力による高い優先論理中１１１は。
低位の優先論理手順によって処理される望ましいギヤ比
を指示する入力信号を含んでいるのだが、決められた周
期的基準に基づいて実行され、それによって低位の優先
論理手順は中断され。
高位の優先論理手順が実行されて後、低位の優先論理手
順が中断した時点から続行される。
高位の優先論理手順の開始タイミングは手順を完了する
のに必要とした時間の周１υＩＫ基づいており、指令出
力信号に応じて機械的な作動装置に必要とした時間の周
期にも基づいている。
面位の優先＃ａ理手順は望ましくはマイクロプロセッサ
１００に備えられているクロックによって開始され、そ
して高位の優先論理手順を許すのに十分な回数でもって
完成され、少なくとも指令出力信号に応答するために最
も早い機械式作動装置に必要とされた時間周期の２倍で
実行されるようになっている◎ 高位の優先論理手順の指令出力はインターフェース回路
および／またはべり７エラルインターフエースアダプタ
（駆動装置］によって変換（修正および増ｅＡ）されて
、ソレノイドおよび同等のものでなる制御作動装置に信
号を供給する。
低位の優先論理中１８）Ｉは望ましい係合ギヤ比を決め
るための入力情報を処理する他、センサおよびそれと一
１等物によるσ（１１定用の高位の優先論理手順に信号
を与えるための入力情報を処理するのにも利用される。
低位の優先論理手順において、処理される入力情報はス
ロットル位置、エンジン速ｆｉｌｌ含むとともに、さら
に最終シフトの方向を示す入力信号、変速機が手動ある
いは自動的に制御されたモードのいずれかで運転される
べきであるかを示す入力信号、車輌の点火装置が作動状
態にあるかどうかの情報および多くの誤り情報を含んで
いる。
物理的ハードウェアの面から、自動ｂ！に械式変速機装
置２Ｆｉ５つの主な相互作用的な＠置からなると考えら
れており、この装置の制御は高位の優先論理手順によっ
て実行される。
これらの補助装置はスロットル制御作動装置１９、主摩
擦クラッチ１４、および変速機１０を包含する◎この３
つの補助装置の各々の制御は物理的装置自体からはいう
におよげず低・高位の優先論理手順の両方からの関連し
た実際又は望ましい状態の通知を必要とする。
この情報に基づいた高位の優先セ制御論理手順は使用さ
れるべき補助装置の制御モードを決定する。
スロットル制御作動装［１９は開始、下降（ｐｒｅｄｉ
ｐＩ　、同期１回復および後続（ｆｏｌｌｏｗ）の５つ
の運転モードがある。開始モードは車輌が休止からスタ
ートするときに、クラッチ係合の間、スロットルを制御
する＠プレディプモードはスロットルの制御比率をしだ
いに減少させるために用いられる。同期モードはエンジ
ンを係合すべき次のギヤに対して正しい速度金もたらす
ために用いられ、一方１回復モードはスロットルをセン
ナ１８によって感知される運転者の７ツトペダル位置に
よって要求される位置にしだいにもどすために用いられ
る。また、フォローモードは、スロットル制御センサ１
８から読み取れるように運転者により示されたスロット
ル位置によって（６られた比率でエンジンへ燃料を供給
するために用いられる。
クラッチ作動装置２２１３つの非調整運転モードと５つ
のｖ！４整された運転モードとを有する□非調整モード
はクラッチをシフトの開始時に急速に切り離し、摩擦点
またはシフトの完了時に十分な係合状態、あるいは同期
化のためにクラッチがすばやく係合するように用いられ
る。
調整された運転モードは、クラッチの係合を制御するた
めに利用されるもので１通常運転を休止から開始させる
ために、あるいは入出力のクラッチ板間の所定回転速度
差よりも大きな状態においてスムーズなりラッチの係合
を図るためにある。
変速機制御の補助装置は電子制御下で変速機を同期する
こと罠よって実際にシフトされるようになる自動機械式
変速機装置２の主なる特徴の１つを含んでいる。
高位の優先論理手順から導き出される重要な信号は選択
されたギヤとそれに適合するかみ合いクラッチ間の速度
誤差を意味する。
これは実際の入力シャフト速度を選択されたギヤ比で割
ｐ、この値から実際の出力シャフト速度を減することに
より得られる。なお、出力ンヤフト速度は選択されたし
／ジ比駆によって乗算され、もし単一の変速機を用いる
ならばそのレンジ比率は１：１である。
変速機が選択したギヤ比にあるなら、訂正信号は通常ゼ
ロである。
シフト同期化はスロットル制御およびクラッチ制御の小
区分が十分にその装置を同期化できる状態に到らしめた
という確認がなされるまで存在している。
この点で、入力シャフトの回転速度は望まれた新しいギ
ヤの総合ギヤ比によって乗算された実際の出力シャフト
速度でもって接近した速度に同期するように修正される
ことを必要とする。
ダウンシフトの間、入力シャフト速度は増加されること
、を必要とする。これは、変速機が中立位置にあり、エ
ンジンの同期化過程の通常の廷長として実行されるべき
入力／ヤフト同期忙許すよう罠なっている間にクラッチ
を係合させることによって成し遂げられる。
アップシフトの間、入力シャフトの速度は減少されるこ
とを必要とする＠これは入力／ヤフトブレーキ１７の制
御を介して成し遂けられる＠入力シャフトブレーキに利
用する入力シャフトの応答を比較的早くして、高位の優
先制御論理手順の周期的な実行と機械的な作動装置の応
答とを比較するように、入カンヤフト’ｌ望ましいレン
ジ（たとえば真の同期速度の２０回転以内）にするので
、入力／ヤフトブレーキは目下処理された入力信号より
もあらかじめ概算された時間に基づいて解除されるよう
に指令させることができる。
これは制御ユニット１００の基本制御思想から逸脱する
ことになるが、このような離反は避けることができない
ものであり、本装置の遂行を不快に損じさせるものでは
ない。
高位の優先論理千Ｉｌｉ：＋　ｉｄ　＊　＜の誤り（！
−杷っける手順を実行し、それに応じて正しい行動をと
ることになる。誤シを見つけることの他に、望ましい係
合ギヤ比を決走する低位の優先論理す順は、それについ
て全ループを通じての現在の入力を利用する◎ 要約すると、望ましいギヤ比を指示する品位の優先論理
手順へどの信号を送るかを決定し。
そして発信することは低位の優先論理手順によって処理
される◎変速機１０の主目的は車輌速度の点からエンジ
ン速度を制御することにめシ。
かつ車輌の比較的高い慣性がマイクロプロセンサ１００
によって論理手順の多数を処理するのに必要とされる時
間中でエンジン速度における変化を小さく又は無視でき
る程度に到らしめるので、最新の望ましい係合ギヤ比（
即ち、シフトが必要であるかどうかの決定）は入力を受
けとって処理し燃料供給、クラッチ係合、誤シ発見。
および／又は入力シャフトブレ係合を制御するために対
照される低位の優先順位（しばしば起１　　　　　　　
こることではないが）を有している。
このことは、特にギヤ選択が比較的時間ヲ装するテーブ
ル索引、多数の計算および／又は比較方法によって遂行
される場合には真実であり。
この方法は、もし筒位の優先論理手順を含むならば同様
に実行するのに必要とされる時間はさらに増加すること
になるだろう。
本発明はある程度製電した例により説明したが、冒頭の
特許請求の範囲に記載した本発明の梢神及び範囲から逸
脱しなければ４ｊ１１々の変更が可能である。
（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように、本発明はマイク
ロプロセッサによる所寛の論理手順により時々刻々変わ
る最新の入力データを受け取り、しかも側斜論理手順の
処理時間は機械的な応答時間に比較して短く、車輌の作
動に衝撃を与えることなく必！）表制御がなされること
によって、車輌の運転状態を制御し、かつ変速機の所望
のかみ合い比率をきめ細く制御する方法であるので、運
転者にとって安全快適なドライブを発（１１１すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る自ｔＩｈＩＲ速機の構成安素およ
び相互連結物を示す概略説明図。 ・８２図は自動夏速機の所望ギヤ比を選択するのに利用
されるソフト・バター／又はシフト点プロフィルを説明
するもので、エンジン速度に対するスロットル位置の＠
係を示すグラフ。 ２・・・自動様械式変速装置 １０・・・ギヤ変速機 １２・・・エンジン １４・・・主摩擦クラッチ（連結装置）１８・・・モニ
ター組立体（スロットル位置指示装置） １９・・・スロットル制御作動装置 ２０・・・エンジン速度センサ ２２・・・クラッチ作動装置 ２５・・・入力７ヤフトブレ一キ作動装置２４・・・入
力りヤフト速ｒａニセンサ２６・・・変速機作動装置６ ２８・・・出力シャフト速度センサ ３０・・・制御部 １００・・・マイクロプロセッサ ２５０〜２６９・・・指令信号

Claims (13)

    【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
    者によって作動されるスロットル位置指示装置（１８）
    多段速かみ合いクラッチ式ギヤ変速機（１０）およびエ
    ンジンと変速機間に配設される流体継手等の非かみあい
    連結装置（１４）を備え、電子制御部３０に基づくマイ
    クロプロセッサ（１００）を使用してなる自動機械式変
    速機装置（２）を制御する方法であって、 前記スロットル装置、連結装置および変速 機の状態を制御するための指令信号（２５０〜２６９）
    に応答する作動装置を（１９，２２，２３，２６）を備
    え、 前記スロットル装置、連結装置、および変 速機作動装置へ応答する比率と、前記エンジンと連結装
    置の受入れ可能な制御を維待するために必要とされる前
    記作動装置を調整する回数とに基づいた臨界制御時間周
    期を選択し、あらかじめ決められた所定の論理手順に従 って、現在および蓄積した入力を処理する制御ユニット
    に基づくマイクロプロセッサを提供して、前記作動装置
    に指令出力を発信し、前記制御ユニットが少なくとも入
    力シャフト速度（２４）、出力シャフト速度（２８）、
    エンジン速度（２０）、運転者が操作するスロットル位
    置を指示する入力を受入れる手段と、前記入力情報を調
    整し貯えるための手段とを有しており、さらに、 第１、第２論理手順を規定するマイクロプ ロセッサ用の所定の論理手順を供給し、前記論理手順が
    連続的なループに基づき、かつ周期的な信号に応答する
    第１論理手順を遂行し、該第１論理手順を中断して第２
    論理手順を実行し、そしてその中断時点から前記第１論
    理手順を再び開始するようになっており、 前記第１論理手順において前記マイクロプ ロセッサが現在の入力を処理して変速機の所望かみ合い
    比率を出力に供給し、 前記第２論理手順において、前記マイクロ プロセッサが、その現時点の入力信号を処理して出力信
    号を発信するとともに、前記作動装置への指令出力信号
    を含み、入力を前もって個々に処理して出力信号を発信
    するようになっており、 十分な回数で前記周期的な信号を発信して、少なくとも
    前記第１論理手順の２回の中断を生じさせ、かつ前記臨
    界制御時間周期中に前記第２論理手順の実行を完成する
    、各ステップからなる自動変速機の制御方法。
  2. （２）　前記第１論理手順が第２論理手順を遂行するた
    めに各完成したループ間で少なくとも２度中断されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動変
    速機の制御方法。
  3. （３）　前記第１論理手順が第２論理手順を遂行するた
    めに各完成したループ間で少なくとも３度中断されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動変
    速機の制御方法。
  4. （４）　前記周期的な信号が各臨界制御時間周期中に少
    なくとも３度発信されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の自動変速機の制御方法。
  5. （５）　前記第１論理手順が所望の係合ギヤ比を決定す
    るために各ループの開始時に現在の各入力を受け入れて
    処理することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    自動変速機の制御方法。
  6. （６）　前記第１論理手順がテーブル索引および計算サ
    ブルーチンからなることを特徴とする特許請求の範囲第
    ５項記載の自動変速機の制御方法。
  7. （７）　前記各入力が最終シフトの方向を指示する貯え
    られた信号を含んでいることを特徴とする特許請求の範
    囲第６項記載の自動変速機の制御方法。
  8. （８）　前記臨界制御時間周期が作動装置のいずれかに
    よって制御された装置の状態を変化させるのに必要とさ
    れてどの時間よりも短いことを特徴とする特許請求の範
    囲第２項記載の自動変速機の制御方法。
  9. （９）　前記臨界制御時間周期が作動装置のいずれかに
    よって制御された装置の状態を変化させるのに必要とさ
    れたどの時間よりも短いことを特徴とする特許請求の範
    囲第４項記載の自動変速機の制御方法。
  10. （１０）　前記第２論理手順が現在の入力信号を処理し
    て自動変速機における誤りの発見を指示する出力信号を
    発信することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    自動変速機の制御方法。
  11. （１１）　前記第２論理手順が現在の入力信号を処理し
    て自動変速機における誤りの発見を指示する出力信号を
    発信することを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
    自動変速機の制御方法。
  12. （１２）　　前記マイクロプロセッサは前記周期的な信
    号を発信するためにクロック手段を備えたことを特徴と
    する特許請求の範囲第８項記載の自動変速機の制御方法
    。
  13. （１３）　前記継手装置が主摩擦クラッチであることを
    特徴とする特許請求の範囲第２項又は第１２項記載の自
    動変速機の制御方法。
JP60225935A 1984-10-09 1985-10-09 自動変速機の制御方法 Expired - Lifetime JPH0655567B2 (ja)

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US659114 1984-10-09

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JPS6194831A true JPS6194831A (ja) 1986-05-13
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