(57)【要約】【課題】車両のドライブトレーンのトランスミッション用ギア制御ユニットを提供する。【解決手段】ギア制御ユニットには、信号源と通信し、モータ３６の動作状態に関する情報を提供する目的で信号を送信および受信する電子制御ユニット５０が装備されている。方針入力デバイス３２が、電子制御ユニットと通信し、少なくとも第１シフト方針と高負荷動作に対応する第２シフト方針との間で選択するように機能する。電子制御ユニットは、受信した信号に基づいたギア比選択のためにアクチュエータ５２〜６０を選択することができるように装備されている。【選択図】図２
2006349163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドライブトレーン用のギア制御ユニットであって、前記ドライブトレーンは、モータおよびトランスミッションを有し、
信号源と通信し、前記モータの動作状態を示す信号を送信および受信する電子制御ユニットと、
前記電子制御ユニットと通信し、エネルギ節約動作モードに対応する第１シフト方針と、高負荷動作に対応する第２シフト方針のうち少なくとも１つを選択する方針入力デバイスと、
を備えており、
前記電子制御ユニットが、第１シフト方針が選択されたときは、前記トランスミッションの第１の数の可能なギア比を選択し、第２シフト方針が選択されたときは、前記トランスミッションの第２の数の可能なギア比をセ選択するように構成されており、前記第２の数の可能なギア比が、前記第１の数の可能なギア比よりも大きい、ギア制御ユニット。
【請求項２】
請求項１記載のギア制御ユニットにおいて、前記信号源は、前記駆動モータの負荷および前記駆動モータの回転速度の少なくとも１つに関する情報を、前記電子制御ユニットに提供する、ギア制御ユニット。
【請求項３】
請求項１記載のギア制御ユニットにおいて、前記電子制御ユニットは、前記第１および第２シフト方針に対して少なくとも２つの異なるシフト条件を利用するように構成されている、ギア制御ユニット。
【請求項４】
請求項１記載のギア制御ユニットにおいて、前記トランスミッションは、更に、パワー・シフト・トランスミッションと同期トランスミッションとを備えており、該パワー・シフト・トランスミッションおよび同期トランスミッションには、各々、ギア比を選択するためのアクチュエータが装備されている、ギア制御ユニット。
【請求項５】
請求項４記載のギア制御ユニットにおいて、前記制御ユニットは、前記第１シフト方針が選択されたときに、前記パワー・シフト・トランスミッションおよび前記同期トランスミッションのアクチュエータの第１の数の可能な位置の組合せのみを選択するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記第２シフト方針が選択されたとき、前記パワー・シフト・トランスミッションおよび前記同期トランスミッションのアクチュエータの第２の数の可能な位置の組合せを選択するように構成された、
ギア制御ユニット。
【請求項６】
請求項３記載のギア制御ユニットにおいて、前記電子制御ユニットは、回転速度設定デバイスが既定の第１指定回転速度値よりも高く、前記モータの回転速度が既定の第１駆動モータ回転速度値よりも高く、前記駆動モータの負荷が既定の第１負荷値よりも小さいという条件が満たされるとき、前記トランスミッションを高い方のギア比にシフトするように構成されており、前記第１駆動モータ回転速度値の量が、前記選択されたシフト方針に依存する、ギア制御ユニット。
【請求項７】
請求項２記載のギア制御ユニットにおいて、前記電子制御ユニットは、前記モータの回転速度が既定の第２駆動モータ回転速度値よりも低く、前記駆動モータの負荷が既定の第２負荷値よりも大きく、前記モータの加速度が既定の第２加速度値よりも小さいという条件が満たされるとき、前記トランスミッションを低い方のギア比にシフトするように構成されており、前記第２駆動モータ回転速度値の量が、前記選択したシフト方針に依存する、ギア制御ユニット。
【請求項８】
請求項２記載のギア制御ユニットにおいて、前記電子制御ユニットは、前記回転速度設定デバイスが既定の第３指定回転速度値よりも低く、前記モータの回転速度が既定の第３モータ回転速度値よりも低いという条件が満たされるとき、前記トランスミッションを低い方のギア比にシフトするように構成されている、ギア制御ユニット。
【請求項９】
請求項４記載のギア制御ユニットであって、更に、前記パワー・シフト・トランスミッションと前記同期トランスミッションとの間に配置したクラッチを備えており、
前記電子制御ユニットは、前記クラッチの入力と出力とにおいて可能な限り最小の速度差が存在するように、前記操作者が切り離したときに、前記パワー・シフト・トランスミッションおよび同期トランスミッションのアクチュエータを調節するように構成されている、ギア制御ユニット。
【請求項１０】
車両のドライブトレーンのトランスミッション用ギア制御ユニットの動作方法であって、前記ドライブトレーンはモータおよびトランスミッションを有し、そのギア比がアクチュエータによって選択可能であり、前記方法は、
前記モータの動作状態を示す信号を方針入力デバイスに伝達するステップと、
少なくとも、エネルギ節約動作モードに対応する第１シフト方針と、高負荷動作に対応する第２シフト方針との間で選択するステップと、
第１シフト方針が選択されたときは、前記トランスミッションの既定の第１の数の可能なギア比を選択するステップと、
第２シフト方針が選択されたときは、前記トランスミッションの第２の数の可能なギア比を選択するステップであって、前記第２の数の可能なギア比が、前記第１の数の可能なギア比よりも大きい、ステップと、
を備えている、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、更に、
前記モータの回転速度が第１モータ回転速度値よりも高く、回転速度設定デバイスが第１回転速度値よりも大きく、前記モータの負荷が第１負荷値よりも小さいという条件を満たすときに、前記トランスミッションを高い方のギア比にシフトするステップを備えている、方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法であって、更に、前記モータの回転速度が第２駆動モータ回転速度値よりも低く、前記駆動モータの負荷が第２負荷値よりも大きく、前記モータの加速度が第２加速度値よりも小さいという条件を満たすときに、前記トランスミッションを低い方のギア比にシフトするステップを備えている、方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の方法であって、更に、回転速度設定デバイスが第３回転速度値よりも低く、前記モータの回転速度が第３モータ回転速度値よりも低いという条件を満たすときに、前記トランスミッションを低い方のギア比にシフトするステップを備えている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタにおけるドライブトレーンのトランスミッション用のギア制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６，００２，９７６号に示されるように、トラクタのドライブトレーンは、エンジン、シフト式多速トランスミッション、逆転ユニット、駆動クラッチ、任意のクリーパ・トランスミッション、シフト・レンジ・トランスミッション(shifted range transmission)、駆動後輪を有する後車軸ディファレンシャル(rear axle differential)を含む。シフト式多速トランスミッションは、パワー・シフト・トランスミッションとして構成され、部分的パワー・シフト・トランスミッションとも呼ばれ、クラッチおよびブレーキを有する遊星ギア・セットを含み、荷重下におけるギア・シフトを可能にする。ギアをシフトするには、ギア・シフト・レバーから制御ユニットに制御信号を伝達し、アクチュエータを制御する。アクチュエータは、パワー・シフト・トランスミッションに作用し、シフト・プロセスを制御する。レンジ・シフト・トランスミッションは、完全に同期したシフト・トランスミッションであり、その範囲はレンジ・シフト・レバーによって調節することができる。方向制御レバーを用いて、逆転ユニットを前進方向および後進方向の間でシフトする。ドライブトレーンは、なめらかに連続するギア比を有し、選択したギアの範囲内において、荷重下におけるギア・シフトの可能性を提供する。
【０００３】
米国特許第６，００２，９７６号は、同期トランスミッションのギア変更の間にパワー・シフト・トランスミッションのギアを自動的に調節することを示唆している。これを遂行するために、パワー・シフト・トランスミッションのギアを選択し、自動的に調節する。このために、駆動クラッチの両側の回転速度ができるだけ相違しないようにする。こうすることによって、操作者は、手動でシフト・レンジ・トランスミッションだけを動作させれば済むことになる。しかしながら、この構成でも、それぞれに適したギア比を選択するためには、操作者の介入が必要となる。
【０００４】
米国特許第４，５７６，０７５号は、車両用の別の自動トランスミッションについて記載している。ギア比は、制御ユニットが、スロットル位置、エンジン速度、および車両速度の関数として自動的に選択する。最適燃費モードまたは最適性能モードのような動作モードを選択するための手段が設けられている。ギアの選択は、選択した動作モードおよび車両の動作状態の関数として、自動的に行われる。トランスミッションのダウンシフトの間、特に傾斜路上では、再係合時に駆動モータの許容回転速度を超えることなくギアを飛ばして、車両の不要な減速またはエンジンの失速を防止することができるか否か判断する。ギア比を飛ばすことは、選択した動作モードには関係なく、ダウンシフトのときにのみ行われる。
【０００５】
米国特許第６，３２５，７４３号は、異なる自動トランスミッションについて記載しており、アップシフトの間の駆動モータの動作状態に基づいて、ギアを飛ばしてもよいか否かチェックする。
【０００６】
米国特許第６，４８０，７７４号は、車両用転換式トランスミッションについて記載しており、プログラマブル・コントローラがトランスミッションを第１または第２動作構成で駆動する。選択される動作構成は、車両の用途によって異なる。第１動作構成では、第２動作構成におけるよりも多いまたは少ないギア比を、トランスミッションの使用可能な数のギア比から選択することができる。こうすることにより、同じトランスミッションを、例えば、１８ギアを有する小型トラックまたは１０ギアを有する重ダンプ・トラックに用いることができる。１つのギア比に異常がある場合、コントローラはもはやそれを用いないようにプログラムすることができる。
【特許文献１】米国特許第６，００２，９７６号
【特許文献２】米国特許第４，５７６，０７５号
【特許文献３】米国特許第４，５７６，０７５号
【特許文献４】米国特許第６，３２５，７４３号
【特許文献５】米国特許第６，４８０，７７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、操作者が選択するシフト方針(shift strategy)に基づいてアップシフトおよびダウンシフトの間にギア比の自動選択を可能にする、トラクタ用ギア制御ユニットが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の要望を満たし、更に列挙した関連技術の欠点を克服するために、トランスミッションのギア比の自動選択を可能とし、不要なギア比変更を防止するギア制御ユニットを提供する。モータの回転速度を指定する（例えば、ガス・ペダルまたはハンド・スロットル・レバー）目的のために、信号源によって、モータの動作状態に関する情報、例えば、モータの負荷、モータの回転速度、および／または回転速度設定デバイスの位置を、ギア制御ユニットの制御ユニットに供給する。更に、制御ユニットは方針入力デバイスに接続されており、操作者が所望のシフト方針を入力できるようにしている。このようにすることにより、操作者は、エネルギ節約走行モードに関与し車両の低負荷に適した第１シフト方針と、高駆動動力を供給し車両の高負荷に適した第２シフト方針との間で選択することができる。制御ユニットは、トランスミッションのそれぞれのギア比を選択する、アクチュエータを選択する。
【０００９】
制御ユニットは、第１シフト方針では、トランスミッションの使用可能なギア比のうちの第１の（部分的な）数だけを選択することが考えられる。第２シフト方針において制御ユニットに使用可能な第２の数のギア比は、第１の数よりも大きい。制御ユニットは、人の操作者の手動シフト挙動を再現する。何故なら、可能なギア比の全てを連続的に上方または下方にシフトする訳ではないからである。例えば、数個のギア比を飛ばすと一層効率的となる場合もある。シフトの順序は、選択されたシフト方針に応じて、確定的に指定されたシーケンスに従う。操作者は、第１シフト方針と第２シフト方針との間で選択することができ、車両の負荷状態の関数として選択するとよい。
【００１０】
第１シフト方針（即ち、エネルギ節約走行モード）では、可能なギア比を飛ばすことによって、利用するギア比の数が多い第２シフト方針（高負荷用高駆動動力）の場合よりも比率の数値が高いシフトが得られる。即ち、第１シフト方針の場合、使用可能なギア比全てに順次シフトしないことにより、作業用車両の生産性を高める。何故なら、加速中、目標速度に到達するのが更に素早くなるからである。シフト動作を減らすことによって、摩耗が減り、これによってシフト・プロセスは運転者にとって一層軽快になる。選択する次のギア比を決定する際、複雑な計算は不要である。
【００１１】
好ましくは、自動シフトは、モータの回転速度、モータの加速度、回転速度入力デバイス（ガス・ペダルおよびハンド・スロットル）の位置、および燃料噴射量の関数として行う。これらのパラメータの１つの関数として、またはこれらのパラメータのいずれのランダムな組合せの関数としても、自動シフトを行うことも可能である。得られたパラメータ値からどのシフトが行われるかは、予め固定されている。しかしながら、操作者が手動でこれらのパラメータのいくつかまたは全てを調節できるようにすることも考えられる。
【００１２】
トランスミッションは種々の構成を有することができる。トランスミッションは、上流側にトルク・コンバータを有し、旅客車両に用いられるような、多段機械式トランスミッションとすることができ、あるいは十分に多いギア比および自動シフト・クラッチを有するか、または遊星ギアおよび摩擦クラッチを備えた、機械式トランスミッションとすることもできる。好適な実施形態では、トランスミッションは、遊星ギア・セット、クラッチ、およびブレーキを有し、荷重下におけるギアのシフトを可能にするパワー・シフト・トランスミッションと、上流側または下流側のいずれかに配置する同期トランスミッションとを備えている。パワー・シフト・トランスミッションおよび同期トランスミッションには、各々、ギア比を選択するためのアクチュエータが装備されている。双方のアクチュエータは、制御ユニットによって互いに独立して選択することができるので、パワー・シフト・トランスミッションのギア比数を同期トランスミッションのギア比数と乗算することによって、多数の異なるギア比が使用可能となる。駆動モータと車輪（またはクローラ）との間のドライブトレーンには、追加のクラッチが挿入されており、クラッチ・アクチュエータによって開放位置および閉鎖位置間で移動することができる。クラッチ・アクチュエータは、制御ユニットによって自動的に制御される。
【００１３】
トランスミッションが動作中のとき、制御ユニットは、第１シフト方針が選択されている場合、パワー・シフト・トランスミッションおよび同期トランスミッションの可能なアクチュエータ位置の組合せのうち、部分的な数のみを用いる。しかしながら、第２シフト方針が選択されると、パワー・シフト・トランスミッションおよび同期トランスミッションの可能なアクチュエータ位置の組合せは、必ずしも全てではないが、より多くの数が用いられる。
【００１４】
制御ユニットは、高い方のギア比への変化、即ち、アップシフトが好ましいか否か、連続的にまたはある時間間隔でチェックする。これを行う際、制御ユニットは、回転速度設定デバイスがある（第１）指定回転速度値よりも高いか否か、そして同時に、駆動モータの回転速度がある（第１）駆動モータ回転速度値よりも高いか否か、更に同時に、駆動モータの負荷がある（第１）負荷値よりも小さいか否かチェックするとよい。したがって、シフトが行われるのは、操作者の指定による第１回転速度を超過しており、駆動モータの負荷が第１負荷値よりも大きいときである。この場合、第１駆動モータ回転速度値だけは、選択したシフト方針に依存することが好ましい。第１シフト方針では、第１駆動回転速度値は、第２シフト方針におけるよりも小さい。
【００１５】
また、制御ユニットは、低い方のギア比への変化、即ち、ダウンシフトが好ましいか否か連続的にまたはある間隔でチェックする。駆動モータの負荷によって、回転速度が第２駆動モータ回転速度値よりも低くなったときにダウンシフトを行うと有用である。これに応じて、駆動モータの回転速度をチェックして、駆動モータの回転速度が第２駆動モータ回転速度よりも低いか否か判定を行い、同時に、駆動モータの加速度が第２加速度値よりも小さいか否か判定を行って、シフト動作の間クラッチを切り離しつつ、エンジンの加速によって望ましくないシフトが行われてしまうことを回避する。更に、ダウンシフトを行うとよいのは、操作者がスロットルを引き上げることによって示すときである。この条件を認めることができるのは、駆動モータの回転速度がある（第３）駆動モータ回転速度よりも低く、回転速度設定デバイスが第３指定回転速度値よりも低いときである。この場合、第２駆動モータ回転速度値は、選択したシフト方針に依存することが好ましい。
【００１６】
本発明のこれらおよびその他の態様ならびに利点は、添付図面と合わせて以下の本発明の詳細な説明を読むことによって明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、トラクタの形態の農作業用車両１０、および引っ張り棒１４によって作業用車両１０のクラッチ（図示せず）に接続されている円形ベイラ(round baler)の形態とした１台の作業機器１２の側面図を示す。作業用車両１０は、輸送フレーム１８上に配置されており、輸送フレーム１８は、操舵可能前輪２０および駆動可能後輪２２によって支持され、操作者作業室２６を有するキャブ２４を搬送する。
【００１８】
操作者作業室２６は、座席２８、ハンドル３０、ガス・ペダル１６、クラッチ・ペダル７６（図２参照）、およびブレーキ用ペダル（図示せず）、ならびに数個の入力エレメントを備えている。入力エレメントは、操作者作業室２６内に位置する操作者の腕の長さ以内に配されている。入力エレメントは、ドライブトレーン用トランスミッションのシフト方針を選択する方針入力デバイス３２、逆転スイッチ５４、ギア・シフト入力エレメント７８、８０、およびハンド・スロットル・レバー３４を含む。方針入力デバイス３２、ギア・シフト入力エレメント７８、８０、および逆転スイッチ５４は、ＩＳＯ１１７８３に応じて動作するバス・システムの仮想端末上のメニュー項目として実現することもできる。これ以降、ガス・ペダル１６およびハンド・スロットル・レバー３４を併せて、回転速度設定デバイスと呼ぶことにする。あるいはまたは加えて、駆動レバーを回転速度設定デバイスとして用いてもよい。
【００１９】
図２は、後輪２２を駆動する作業用車両１０の駆動構成のブロック図である。モータ３６は、内燃エンジンの形態であり、一般的にはディーゼル・エンジンであり、シャフト３８を駆動し、シャフトは、後輪２２、そして好ましくは前輪２０も駆動し、更に空調システムおよび／または発電機のような、作業用車両１０の駆動可能なその他のデバイスも駆動することもできる。図２に示すドライブトレーンは、シャフト３８によって駆動するパワー・シフト・トランスミッション４０，逆転ユニット４２、クラッチ４４、同期トランスミッション４６、および後輪２２を駆動するディファレンシャル４８を含む。ドライブトレーンが前輪２０を駆動するように構成されている場合、追加の差動ギアを設ければよい。
【００２０】
パワー・シフト・トランスミッション４０は、負荷の下でギアをシフトするための部分的パワー・シフト・トランスミッションである。ギアをシフトするために、制御ユニット５０が対応する電気信号を第１アクチュエータ５２に送る。第１アクチュエータ５２は、電気または油圧信号を用いてパワー・シフト・トランスミッション４０を作動させる。同期トランスミッション４６は、シフト・レンジ・トランスミッションとして構成されている。逆転ユニット４２は、前進方向および後進方向走行間の切り替えを駆動し、アクチュエータ５６によって切り替えることができる。アクチュエータ５６は、制御ユニット５０に接続され、逆転スイッチ５４によって制御されている。更に、制御ユニット５０はクラッチ・アクチュエータ５８にも接続されており、クラッチ・アクチュエータ５８は、ドライブトレーンを中断する離別位置と、ドライブトレーンを閉鎖する接続位置との間で、クラッチを駆動して移動させる。制御ユニット５０に接続されている別のアクチュエータ６０が、同期トランスミッション４６のそれぞれの範囲の電気的または油圧による選択を駆動する。これは、外部の力を用いて遂行する。
【００２１】
電子制御ユニット５０は、コントローラ・エリア・ネットワーク・バスのような、バス６２を通じて、操作者インターフェース・ロジック６４に接続されている。インターフェース・ロジック６４は、方針入力デバイス３２、回転速度設定デバイス（ガス・ペダル１６およびハンド・スロットル・レバー３４）、クラッチ・ペダル７６、ギア・シフト入力エレメント７８、８０、および逆転スイッチ５４に接続されている。ガス・ペダル１６およびクラッチ・ペダル７６には、各々、センサが装備されており、センサは、ペダル１６、７６のそれぞれの位置に関する情報を収容した電気信号を操作者インターフェース・ロジック６４に伝達する。更に、制御ユニット５０は、バス６２を通じてエンジン制御部６６に接続されており、一方、エンジン制御部６６は内燃エンジン３６の燃料噴射システム６８を制御し、速度センサ７０によってシャフト３８の回転速度に関する情報が供給される。第２速度センサ７２が、制御ユニット６０に接続されており、同期トランスミッション４６の出力シャフト７４のそれぞれの回転速度を取り込む。速度センサ７０および７２は、対応するシャフト３８または７４と光学的に（シャフト３８、７４に接続され、光バリアと共動する、パンチ・エンコーダ(punched encoder)によって）、あるいは磁気的に（シャフト３８、７４に接続され、誘導コイルと共動する永久磁石、リード・リレー、またはホール効果センサによって）共動するか、あるいは他の何らかの態様で回転速度を取り込む。燃料噴射システム６８および速度センサ７０に問い合わせることができるエンジン制御部６６、および回転速度設定デバイス（ガス・ペダル１６およびハンド・スロットル・レバー３４）は、モータ３６の動作状態に関する情報を制御ユニット５０に供給する信号源として機能する。
【００２２】
車両１０が静止しているとき、操作者は逆転スイッチ５４を用いてドライブトレーンを逆転させることができる。後進の間、以下に記載する自動システムをオフにする、および／またはパワー・シフト・トランスミッション４０のアクチュエータ５２を作動させることに制限する。
【００２３】
図３は、ギア制御ユニットの制御ユニット５０の動作を図示したフロー・チャートを示す。方針入力デバイス３２は、操作者に、少なくとも３種類の動作モードの間で選択の可能性を提示する。例えば、１００ｍｓ毎というような、規則的な間隔で行われるステップ１００における始動の後、ステップ１０２において、操作者が方針入力デバイス３２を用いて手動動作を選択したか否かについて問い合わせを行う。手動動作を選択した場合、方法はステップ１０４に進み、パワー・シフト・トランスミッション４０のアクチュエータ５２、および同期トランスミッション４６のアクチュエータ４６を、ギア・シフト入力エレメント７８および８０における入力に応じて制御し、操作者が手動で、ギア・シフト入力エレメント７８を用いてパワー・シフト・トランスミッション４０のギア、およびギア・シフト入力エレメント８０を用いて同期トランスミッション４６の範囲を選択できるようにする。ステップ１０４に続いてステップ１２４において、本方法は終了する。手動動作の間、クラッチ４４はクラッチ・アクチュエータ５８によって制御され、制御ユニット５０はクラッチ・ペダル７６によって制御される。操作者は、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４を用いて、所望の走行速度を指定する。制御ユニット５０は、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４の位置に関する情報を、エンジン制御部６６に伝達し、エンジン制御部６６は、燃料噴射システム６８を始動させ、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４の位置に合わせて指定された燃料をモータ３６に供給する。
【００２４】
方針入力デバイス３２は、ＥＣＯによって経済的動作モードのために指定された第１自動シフト方針の選択、およびＰＷＲによって高動力動作モードのために指定された自動第２シフト方針の選択を可能にする。ステップ１０２において手動動作が選択されなかった場合、ステップ１０６に進み、第１シフト方針が選択されたか否かについて問い合わせを行う。選択された場合、ステップ１０８において、ギア比のアップシフトを行うべきか否か判定を行う。行う場合、ステップ１１０において、第１シフト方針のために設けられた、次に高いギア・ステップを選択する。アップシフトが効率的でない場合、ステップ１１２において、ダウンシフトを行うべきか否かについて問い合わせを行う。行うべきである場合、ステップ１１４において、第１シフト方針のために設けられた、次に低いギア比を選択する。シフトを行うと仮定しない場合、本方法はステップ１２４で終了する。
【００２５】
ステップ１０６において、第１シフト方針が選択されなかったことが示された場合、その結果、第２シフト方針が選択されたと判定する。この場合、ステップ１１６において、ギア比のアップシフトを行うべきか否か判定を行う。行うべきである場合、ステップ１１８において、第２シフト方針のために設けられた、次に高いギア比を選択する。アップシフトが効率的でない場合、ステップ１２０において、ダウンシフトを行うべきか否かについて問い合わせを行う。行うべきである場合、第２シフト方針のために設けられた、次に低いギア比を、ステップ１２２において選択する。シフトが行われないと想定される場合、本方法はステップ１２４において終了する。
【００２６】
ステップ１１０および１１４において第１シフト方針に用いられるパワー・シフト・トランスミッション４０のギアおよび同期トランスミッション４６の範囲は、実際に使用可能な組合せのうち（第１の）部分的な数に制限される。このシフト方針では、範囲−ギアの全ての組合せで順次シフトせずに、シフト・プロセスを高速化する。第１シフト方針は、特に、作業用車両１０が低負荷で動作している用途、例えば、トレーラまたは機器１２を付けずに路上で運転する場合に適している。第１シフト方針に用いられる組合せは、比較的重複が少ないが、それでも十分に多く、駆動モータ３６の使用可能な速度範囲で、低負荷では比較的大きい、前進方向駆動速度範囲全体をカバーする。
【００２７】
ステップ１１８および１２２において用いられる、パワー・シフト・トランスミッション４０のギア、および同期トランスミッション４６の範囲は、多数の実際に使用可能な組合せを含むが、必ずしもそれらの全てではない。このシフト方針では、第１シフト方針におけるよりもかなり多い範囲−ギアの組合せでシフトし、駆動モータ３６の利用度向上を確保する。第２シフト方針は、特に、作業用車両１０に大きな負荷がかかる用途、例えば、畑を耕したり、トレーラまたは機器１２を連れて急な道路上で駆動するときに適している。第２シフト方針に用いられる組合せは、必要な動力を供給するのに適した駆動モータ３６の回転速度で、前進方向駆動速度範囲全体をカバーするために、重複が大きくなっている。この場合、必要な動力は、第１シフト方針に対するよりも小さい。
【００２８】
両シフト方針において、操作者は、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４によって所望の走行速度を指定する。制御ユニット５０は、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４の位置に関する情報を、エンジン制御部６６に伝達し、エンジン制御部６６は、燃料噴射システム６８を始動させ、ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４のこの位置に合わせて指定される量の燃料をモータ３６に供給する。このシフト・プロセスの間に、制御ユニット５０を通じてクラッチ・アクチュエータ５８を始動させ、シフト前にクラッチ４４を切り離し、シフト後にクラッチを係合する。また、速度センサ７２が測定する作業用車両１０の速度が、制動中に閾値未満に低下したときにもクラッチ４４は自動的に切り離され、駆動モータ３６の失速を防止する。
【００２９】
尚、方針入力デバイス３２を用いて動作モードを選択させ、パワー・シフト・トランスミッション４０だけを自動的にシフトすることも考えられることを注記しておく。ここで、シフト方針は、低負荷に対応する、低速におけるシフトのために選択することができ、あるいは、より高い負荷に対応する高速におけるシフトのためにシフト方針を選択することができる。更に、同期トランスミッション４６を手動で選択し、同期トランスミッション４６の手動制御シフト・プロセスの後に、クラッチ４４の入力および出力の速度差ができるだけ小さいギア比にパワー・シフト・トランスミッション４０を自動的に持って行き、円滑な係合を可能にする動作モードを選択することを可能にすることも実現可能である。この目的のためには、駆動モータ３６の回転速度をエンジン制御部６６によって変化させるとよい。同期トランスミッション４６の１つ以上の低い方のギア比が手動で選択された場合、記載した自動システムを自動的にオフにするか、またはパワー・シフト・トランスミッション４０のシフト・プロセスに限定するとよい。また、第１および第２シフト方針を実行して、ギア・シフト入力エレメント７８および８０を作動させることも実現可能と考えられる。この場合、制御ユニット５０は、操作者の要求に従い、アクチュエータ５２または６０を調節する。
【００３０】
図４ａは、ステップ１０８を更に詳しく示す。アップシフトは、回転速度設定デバイス（ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４）が再定義した第１指定回転速度値よりも高いとき、そして同時に、速度センサ７０が測定した駆動モータ３６の回転速度が既定の第１駆動モータ回転速度値よりも高く、駆動モータ３６の負荷が第１既定負荷値よりも小さいときに行われる。駆動モータ３６の負荷は、速度センサ７０によって取り込まれた駆動モータ３６の現在の加速度を考慮に入れつつ、エンジン制御部６６が測定する、燃料噴射システム６８における現在の燃料量に基づいて決定される。これは、高い量の燃料を消費する、負荷なしで走る駆動モータ３６に対し明らかに高い負荷が決定されるのを防ぐ。アップシフトは、操作者が十分なスロットルを適用し、駆動モータ３６の回転速度が第１回転速度よりも高く、駆動モータ３６に過大な負荷がかかっていないときにのみ行われる。
【００３１】
図４ｂは、ステップ１１２を更に詳細に示す。ダウンシフトは、２つの状態の組合せの一方が存在するときに行われる。第１の組合せが存在するのは、駆動モータ３６が比較的高負荷で動作するときである。この場合、モータ３６の回転速度は第２回転速度値よりも低く、モータ３６の加速度は第２加速度値よりも小さく、同時に、ステップ１０８において同様に判定されるモータ負荷は第２既定負荷値よりも大きい。第２の組合せが存在するのは、操作者が減速しようとして、スロットルを持ち上げるときである。この場合、回転速度設定デバイス（ガス・ペダル１６またはハンド・スロットル・レバー３４）は、既定の第３指定回転速度値よりも小さく、駆動モータ３６の回転速度は既定の第３駆動モータ回転速度値よりも低い。前述の条件の組合せの１つが存在する場合、ギア比のダウンシフトが行われる。
【００３２】
第１シフト方針（図４ａおよび図４ｂ）では、第１および第２モータ回転速度値は同一とすることができる（例えば、１６００ＲＰＭ）。第３駆動モータ回転速度値はそれ未満である（例えば、１３００ＲＰＭ）。第２指定回転速度値は、第１指定回転速度値よりも小さく、第１エンジン負荷値は、第２エンジン負荷値よりも小さい。
【００３３】
図４ｃおよび図４ｄは、ステップ１１６および１２２を示す。ステップ１０８および１１２におけるのと同じ問い合わせを行い、唯一の相違は、第１および第２駆動モータ回転速度に他の値が用いられることにある。対応する参照番号は、それぞれ、アポストロフで示した。残りのパラメータは、第１シフト方針におけるそれらと同一である。ステップ４ｃにおいて、第１駆動モータ回転速度値は、例えば、２０００ＲＰＭであり、一方ステップ４ｄにおける第２駆動モータ回転速度値は、例えば、１７００ＲＰＭである。したがって、第２シフト方針では、アップシフトは第１シフト方針におけるよりも高い速度で行われ（ステップ１１６）、ダウンシフトは更に高い速度で行われる（ステップ１２２）。
【００３４】
また、操作者は、自動動作モードにおいて、クラッチ・ペダル７６を用いて彼自身で切り離しを行ってもよい。クラッチ４４が分離されていると、範囲およびギアは、図３に示したプロセスとは独立して、自動的にシフトする。作業用車両１０の惰行速度は、速度センサ７２によって検出され、惰行速度が変化するに連れてクラッチ４４の入力および出力における回転速度間の速度差ができるだけ小さくなるように、パワー・シフト・トランスミッション４０および同期トランスミッション４６の対応するギア比を選択する。この目的のために、駆動モータ４６の回転速度を、エンジン制御部６６によって修正することができる。この動作モードでは、前述のシフト方針とは対照的に、全ての範囲−ギアの組合せが使用可能である。再度係合した後、前述の自動システムを再度起動する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、作業機器を取り付けたトラクタの形態における、本発明の原理を具体化した農作業用車両の側面図である。
【図２】図２は、本発明の原理を具体化した作業用車両のドライブトレーンおよびギア制御ユニットのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の原理を具体化したギア制御ユニットが利用する方法を示すフロー・チャートである。
【図４ａ】図４ａは、図３に示す方法に対して問われる条件である。
【図４ｂ】図４ｂは、図３に示す方法に対して問われる条件である。
【図４ｃ】図４ｃは、図３に示す方法に対して問われる条件である。
【図４ｄ】図４ｄは、図３に示す方法に対して問われる条件である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    農作業用車両
１２    作業機器
１４    引っ張り棒
１６    ガス・ペダル
１８    輸送フレーム
２０    操舵可能前輪
２２    駆動可能後輪
２４    キャブ
２６    操作者作業室
２８    座席
３０    ハンドル
３２    方針入力デバイス
３４    ハンド・スロットル・レバー
３６    モータ
３８    シャフト
４０    パワー・シフト・トランスミッション
４２    逆転ユニット
４４    クラッチ
４６    同期トランスミッション
４８    ディファレンシャル
５２    第１アクチュエータ
５４    逆転スイッチ
５６    アクチュエータ
５８    クラッチ・アクチュエータ
６０    アクチュエータ
６２    バス
６４    インターフェース・ロジック
６６    エンジン制御部
６８    燃料噴射システム
７０    速度センサ
７２    第２速度センサ
７４    出力シャフト
７６    クラッチ・ペダル
７８、８０    ギア・シフト入力エレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【外国語明細書】
2006349163000001.pdf