(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、トルクコンバータ付きのトランスミッションを有する機械に使用するのに適した、トランスミッションのシフト点を変更するための制御システムであって、
実際のトランスミッションのギアを示す第１入力信号と；
エンジン速度を示す第２入力信号と；
トルクコンバータの出力速度を示す第３入力信号と；
最小エンジン速度の設定を示す第４入力信号と；
前記各入力信号を受け取り、エンジン速度を所定の最小エンジン速度に落とすのに応じて、トランスミッションのシフト点を調整するコントローラと；
を具備したことを特徴とするトランスミッションのシフト点を変更するための制御システム。
【請求項２】
前記第４入力信号はトランスミッションのシフト点を制御するためにオペレータにより調整可能であることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
第１入力信号は制御システムのソレノイド制御から受け取られることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項４】
前記コントローラは実際のギア入力信号に関係した１セットのルックアップテーブルを含んでいることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項５】
前記１セットのルックアップテーブルはアップシフトに関係した第１テーブルと、ダウンシフトに関係した第２テーブルを含んでいることを特徴とする請求項４記載の制御システム。
【請求項６】
制御システムがマニュアルモードである第１モードと制御システムが自動モードである第２モードとの間で切り換え可能な第５信号をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項７】
前記第５信号がマニュアルモードのときには、オペレータがトランスミッションのシフト点を制御することを特徴とする請求項６記載の制御システム。
【請求項８】
前記第５信号が自動モードのときには、入力信号に応じてコントローラがトランスミッションのシフト点を制御することを特徴とする請求項６記載の制御システム。
【請求項９】
コントローラが、トランスミッションがアップシフトとダウンシフトとの間で行ったり来たりすることを防止する反ハンチングループを含んでいることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項１０】
反ハンチングループはアップシフトの間に作動することを特徴とする請求項９記載の制御システム。
【請求項１１】
最大エンジン速度を制限する制御論理からの信号をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項１２】
エンジンと、トルクコンバータ付きのトランスミッションを有する機械に関連した制御システムの操作方法であって、
実際のギア信号を検出し；
エンジン速度信号を検出し；
トルクコンバータの出力速度信号を検出し；
最小エンジン速度を検出し；
エンジン検度を所定の最小エンジン速度に落とすのに応じて、トランスミッションのシフト点を調整し；
検出した前記信号を比較して、トランスミッションがいつアップシフトされるべきか、ダウンシフトされるべきか、或いは変更されないべきかを決定し；
決定した操作を実行するためにトランスミッションに信号を供給する；
各ステップを具備したことを特徴とする制御システムの操作方法。
【請求項１３】
アップシフトとダウンシフトの間でのトランスミッションの行ったり来たりを防止するために、アップシフト中に反ハンチングチェックを実行するステップを含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトランスミッションを制御するための制御システムに関し、特に、オートマチックモード（自動モード）におけるトランスミッションの部分スロットルシフトのシフト点を変更するための制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
制御システムはマニュアル操作及びオートマチック操作の両方を許容するために使用される。オートマチック操作においては、制御システムはエンジン速度のフルスロットル位置に基づいた予めプログラムされたシフト点を使用してトランスミッションを自動的にシフトする。
【０００３】
シフト点は広い範囲の状態に渡って働くように設定されているが、ある場合においては騒音を減少しスムーズな操作を達成するために部分的スロットル位置に基づいたシフト点を提供することが有用となる。
【０００４】
軽負荷状態の作業機械又は道路上を走行中の作業機械にとっては、低いエンジン速度でギアをアップシフトすることがより効率的である。従来のシステムでは、シフト点はスロットル位置センサーの入力に基づいて変更されていた。
【０００５】
スロットル位置センサーは信頼性に欠けるものであり、エンジン速度が低過ぎる場合にもシフト点の変更を許すことがあり、機械の効率及び操作に影響を及ぼしている。
【０００６】
本発明は上述した問題の１つ或いはそれ以上を克服せんとするものである。
【０００７】
【発明の開示】
本発明の１つの側面においては、制御システムはエンジンとトルクコンバータ付きのトランスミッションを有する機械に使用されるのに適合している。
【０００８】
制御システムはトランスミッションのシフトを制御するために使用され、トランスミッションの実際のギアを示す第１入力信号と、エンジン速度を示す第２入力信号と、トルクコンバータの出力速度を示す第３入力信号と、最小エンジン速度の設定を示す第４入力信号を含んでいる。各入力信号を受け取り、予め定めた関係に応じて機械とトランスミッションギアとの間の関係を調整するコントローラが設けられている。
【０００９】
本発明の他の側面においては、エンジンとトルクコンバータ付きのトランスミッションを有する機械に関連した制御システムの操作方法が提供される。制御システムの操作方法は、実際のギア信号を検出し、エンジン速度信号を検出し、トルクコンバータの出力速度信号を検出し、最小エンジン速度を検出し、エンジン速度を所定の最小エンジン速度に落とすのに応じて、トランスミッションのシフト点を調整し、検出した各信号を比較してトランスミッションがいつアップシフトされるか、ダウンシフトされるか或いは変更されないかを決定し、決定された作動を実行するためにトランスミッションに信号を供給する各ステップを含んでいる。
【００１０】
本発明は、オートマチックモードのときにトランスミッションのシフト点の変更を許容する制御システムを提供する。シフト点は実際のギア、エンジン速度信号及びトルクコンバータの出力速度信号を使用して変更され、機械の作動を実行中の仕事のタイプに応じて調整し、機械の性能を向上する。これらの信号は機械の他の機能のために設けられており、シフト点を変更するために使用可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、制御システム１０は入力部分１２と、マイクロプロセッサ１４のようなコントローラと、出力部分１６を含んでいる。制御システム１０は、トランスミッションのシフト点を制御するために、エンジンとトルクコンバータ付きのトランスミッションを有する機械に使用されるように適合している。
【００１２】
入力部分１２はエンジン速度信号２０と、トルクコンバータの出力速度信号２２と、制御システムの作動がマニュアルモードか、自動フルスロットルモードか、自動部分スロットルモードかを示すモード信号２４と、機械が前進方向或いは後進方向で作動しているかを示す方向信号２６と、トップギア選択信号２８と、最小エンジン速度信号３０を含んでいる。最小エンジン速度信号３０は、最小エンジン速度の設定を変えるために調整可能である。
【００１３】
コントローラ１４は自動シフトモジュール３２と、トランスミッションソレノイド制御モジュール３４を含んでいる。自動シフトモジュール３２は入力信号２０，２２，３０を受け取り、トランスミッションソレノイド制御モジュール３４は入力信号２４，２６，２８を受け取って、受け取った入力信号に対するトランスミッションのシフトを制御する。
【００１４】
自動シフトモジュール３２は“オフスロットル”モジュール３６と、“非オフスロットル”モジュール３８と、反ハンチングモジュール４０を含んでいる。アップシフト、ダウンシフト或いはノーシフトが必要かを示すために、信号４２が自動シフトモジュール３２からトランスミッションソレノイド制御モジュール３４に供給される。
【００１５】
トランスミッションソレノイド制御モジュール３４は、トランスミッションの実際のギアが何であるかを示すために信号４４を自動シフトモジュール３２に供給する。
【００１６】
モジュール３６，３８はそれぞれ２つが各ギア用、１つがアップシフト用、１つがダウンシフト用の複数のルックアップテーブル４５を含んでいる。各ルックアップテーブルは類似しており、特定のギアに関連した異なる値を有しているのみである。
【００１７】
自動シフトモジュール３２は、自動モードのときにトランスミッションのシフトを制御するために、複数のルックアップテーブルと関連した後述するロジック（論理）を使用する。
【００１８】
出力部分１６は、自動モードのときにトランスミッションのシフトを制御するために、トランスミッションソレノイド制御モジュール３４からトランスミッションの図示しないソレノイドに供給される複数の信号５０を含んでいる。
【００１９】
図２及び図３を参照すると、コントローラ１４は制御ロジック（論理）７０を含んでおり、入力信号２０，２２，３０と内部信号４４を受け取って、これらの入力に基づいて処理を実行する。
【００２０】
制御ロジック７０は“オフスロットル”モジュール３６内の図２に示された第１制御ロジック７２と、“非オフスロットル”モジュール３８内の図３に示された第２制御ロジック７４から構成されている。
【００２１】
第２ロジック７４は、図４にライン８０で示されているように、最小エンジン速度設定の一方の側である第１分岐７６と、最小エンジン速度設定の他方の側である第２分岐７８を有している。どのルックアップテーブルを使用するかは実際のギア信号４４に依存する。論理機能中においてただ１つのルックアップテーブルのみを説明する。
【００２２】
図２を参照すると、論理ブロック８１が制御論理７２又は７４が使用されるか否かを決定する。もしトルクコンバータの出力速度をエンジン速度で割った比が１．２以上である場合、或いは変化率が負の大きな数以下である場合には、制御論理７２が使用される。
【００２３】
もし上述した２つの場合のいずれかが当てはまるならば、制御論理７２が使用されて信号が実際のギアに関連したシフトテーブル４５の１つに供給される。もし上述した２つの場合のいずれも当てはまらない場合には、信号８４が図３に示される制御論理７４に供給される。
【００２４】
シフトテーブル４５はエンジン速度信号２０と実際のギア信号４４を受け取り、トルクコンバータの出力速度を計算して論理ブロック８６に信号８５を送出する。
【００２５】
論理ブロック８６は計算されたトルクコンバータの出力速度信号８５と実際のトルクコンバータの出力速度信号２２を受け取り、実際のトルクコンバータの出力速度から計算されたトルクコンバータの出力速度を引いたものが０以上か否かを決定する。もし０以上の場合には、シフトを行う必要はない。もし０より小さい場合には、信号８８が論理ブロック９０に供給される。
【００２６】
論理ブロック９０は信号８８とエンジン速度制限信号９２を受け取り、エンジン速度から制限エンジン速度を引いたものが０以上か否かを決定する。もし０以上の場合にはダウンシフトが要求される。もし０より小さい場合には、シフトを行う必要はない。
【００２７】
図３を参照すると、論理ブロック１００は“非オフスロットル”状態を示す信号８４と、エンジン速度信号２０と、最小エンジン速度信号３０を受け取る。論理ブロック１００においては、最小エンジン速度信号３０がエンジン速度信号２０から引かれる。
【００２８】
もしその結果が０以上の場合には、信号１０２が第１分岐７６中のアップシフトルックアップテーブル４５に供給される。もし結果が０より小さい場合には、信号１０４が第２分岐７８中のアップシフトルックアップテーブル４５ａに供給される。
【００２９】
第１分岐７６中のアップシフトルックアップテーブル４５は、実際のギア信号４４と、エンジン速度信号２０と、信号１０２を受け取る。受け取られた信号はトルクコンバータの出力速度を計算するために使用され、計算された速度を示す信号１０６が論理ブロック１０８に供給される。
【００３０】
論理ブロック１０８においては、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１０６が実際のトルクコンバータの出力速度信号２２から差し引かれる。もし計算結果が０以上の場合には、信号１０９がソレノイド制御モジュール３４に供給されてトランスミッションをアップシフトする。
【００３１】
もし計算結果が０より小さい場合には、信号１１０がダウンシフトルックテーブル４５ｂに供給される。ダウンシフトルックテーブル４５ｂは信号１１０を受け取り、入力を再吟味して計算されたトルクコンバータの出力速度信号１１２を論理ブロック１１４に送出する。
【００３２】
論理ブロック１１４においては、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１１２が実際のトルクコンバータの出力速度信号２２から差し引かれる。もし計算結果が０以上の場合には、シフト必要なしを示す信号１１６がモジュール３４に供給される。
【００３３】
もし計算結果が０より小さい場合には、信号１１８が論理ブロック１２０に送出される。論理ブロック１２０においては、エンジン速度制限信号９２が実際のエンジン速度信号２０から差し引かれる。
【００３４】
もし計算結果が０以上の場合には、シフト必要なしを示す信号１２２がモジュール３４に供給される。もし計算結果が０より小さい場合には、信号１２４がモジュール３４に供給されてダウンシフトを行う。
【００３５】
第２分岐７８中のアップシフトルックアップテーブル４５ａは現在のギア信号４４と、最小エンジン速度信号３０と、信号１０４を受け取る。受け取られた信号はトルクコンバータの出力速度信号１３０を計算するために使用され、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１３０が論理ブロック１３２に送出される。
【００３６】
論理ブロック１３２においては、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１３０が実際のトルクコンバータの出力速度信号２２から差し引かれる。もし計算結果が０以上の場合には、信号１３４がモジュール３４に供給されてトランスミッションをアップシフトする。
【００３７】
もし計算結果が０より小さい場合には、信号１３６がダウンシフトルックアップテーブル４５ｃに送出される。ダウンシフトルックアップテーブル４５ｃは入力信号を受け取りこれを再吟味して、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１３８を論理ブロック１４０に送出する。
【００３８】
論理ブロック１４０においては、計算されたトルクコンバータの出力速度信号１３８が実際のトルクコンバータの出力速度信号２２から差し引かれる。もし計算結果が０より小さい場合には、シフト必要なしを示す信号１４２がモジュール３４に供給される。もし計算結果が０以上の場合には、信号１４４がモジュール３４に供給されてトランスミッションをダウンシフトする。
【００３９】
図４を参照すると、“非オフスロットル”モード中でどのシフト論理が使用されるかを示すためにチャート１５０が使用される。チャート１５０は最小エンジン速度信号３０がライン８０で示されるように変更されると、ダウンシフト領域、変更なし領域及びアップシフト領域がどのように変化するかを示している。
【００４０】
ライン８０がエンジン速度軸１５２に沿って移動すると、領域が変化する。チャート１５０は“非オフスロットル”モード中の数多くの状態でのアップシフト、ダウンシフト及び変更なしの領域を形成するライン１５５，１５６を含んでいる。
【００４１】
最小エンジン速度ライン８０を移動して最小エンジン速度設定を変更すると、制御論理７０及びシフト機能が変化する。制御論理７０の第１分岐７６が図４のライン８０の右側で使用され、第２分岐７８がライン８０の左側で使用される。
【００４２】
ダウンシフトが要求されるか或いはアップシフトが禁止される前に、エンジン速度をどの程度低くできるかを制限するために、オペレータはエンジン速度軸１５２に沿って最小エンジン速度ライン８０を変更可能である。
【００４３】
このチャートは数多くの機械の使用の仕方についてのシフト点の選択を決定するために、制御がトルクコンバータの出力速度とエンジン速度の入力だけを必要とすることを示している。制御はこれらの入力のみで可変シフト点を提供可能である。
【００４４】
図５を参照すると、チャート１６０は多くの領域を有する“オフスロットル”モード中でどのようなシフト論理が使用されるのかを示すために使用される。チャート１６０はエンジン速度軸１６２及びトルクコンバータの出力速度軸１６３に沿ってどのようにダウンシフト領域及びシフトなし領域が変化するのかを示している。
【００４５】
ライン１６４は過剰なトルクコンバータの出力速度を示しており、ライン１６６は過剰なエンジン速度を示している。これらのライン１６４，１６６より上の領域では、部品寿命及び機械の制御に影響するためアップシフトが要求される。
【００４６】
変更なし領域では、現在のギアにおいて次に高いギアよりも大きな減速容量が得られるので、従来のアップシフト速度でアップシフトを行うのは望ましくない。
【００４７】
もしトルクコンバータの出力速度が通常のフルスロットルのダウシフト点以下に落ちたとすると、部分スロットルのシフト点で減速の増加を提供するためにダウンシフトを行うように制御される。
【００４８】
チャート１５０，１６０のどちらを使用するかを決定するために、“非オフスロットル”及び“オフスロットル”モードが必要とされるが、制御論理はどちらのモードが使用されるかを決定するために、速度歴データ或いは他の同様なデータを使用する。制御が機能するためにはスロットルセンサは必要とされない。
【００４９】
図６を参照すると、アップシフトとダウンシフトの間でのトランスミッションの反復を防止するための反ハンチングループ１７０及び関連する論理が示されている。
【００５０】
反ハンチングループは制御システムが自動モードで且つアップシフトが必要なときに作動する。トランスミッションのハンチングはアップシフト後の所定の時間内にダウンシフトが起こると発生する。
【００５１】
論理ブロック１７２においては、１つのギアから次に高いギアへトランスミッションがアップシフトされたか否かを決定する。もしトランスミッションがシフトされていないとすると、信号１７４がループ状に戻って再び論理ブロック１７２の判断を行う。
【００５２】
もしトランスミッションが次に高いギアにシフトしたとすると、信号１７６が論理ブロック１７８に送出される。論理ブロック１７８においては、トランスミッションが次に高いギアにシフトしてから所定時間内にダウンシフトが発生したか否かがチェックされる。
【００５３】
例えばΔｔ以内、本実施形態では１５秒以内にダウンシフトが発生したとすると、信号１８０が論理ブロック１８２に送出される。もし１５秒以内にトランスミッションのダウンシフトが発生しないとすると、信号１８３がループ状に論理ブロック１７２に戻される。
【００５４】
論理ブロック１８２では部分スロットルをディスエーブルにし、一時的に予めプログラムされたフルスロットルのシフト点に復帰して、信号を論理ブロック１８４に送出する。
【００５５】
論理ブロック１８４では、“問題ギア”からのアップシフト或いはハンチング周期の開始ギアからのダウンシフトが発生したか否かをチェックする。もしアップシフトが発生しないとすると、信号１８６がループ状に復帰する。
【００５６】
もし次に高いギアより高いギアへのアップシフトが発生したとすると、信号１８８が論理ブロック１９０に送出される。論理ブロック１９０では一時的なアップシフトの設定をクリアし、信号１９２をループ状に論理ブロック１７２に復帰させ、再び処理ステップを行う。
【００５７】
アップシフト又はダウンシフトが完了するまで、設定をクリアしてはならない。オペレータがアップシフト、ダウンシフト、又は方向変化を要求するか、或いはエンジン速度が１秒以上に渡り所定値以下になったときには、部分スロットルのシフトの設定も再びイネーブルされる。
【００５８】
【産業上の利用可能性】
本発明の制御システムを使用するときには、オペレータがトランスミッションがマニュアルシフトは或いは自動シフトかを選択する。自動モードにおいては、オペレータは予めプログラムされたフルスロットルのシフト点を使用するか、或いは最小エンジン速度の設定を調整して部分スロットルのシフト点を使用するかを選択することができる。
【００５９】
オペレータがマニュアルモード又は自動モードの信号２４を制御する。もしオペレータが自動モードを選択したとすると、トランスミッションが選択されたトップギアを越えてアップシフトしないように、オペレータはまたトップギアの設定を選択する。
【００６０】
制御システム１０が自動モードにおいては、コントローラ１４はエンジン速度信号２０、トルクコンバータ出力速度信号２２及び実際のギア信号４４を受け取り、これらの信号に基づいてトランスミッションのシフトを制御する。
【００６１】
受け取られた信号の関数としてシフト点を変更するために、最小エンジン速度信号３０が使用される。図示しないスイッチを制御して最小エンジン速度信号３０を選択することにより、オペレータはシフト点を変更する。
【００６２】
コントローラ１４はこれらの入力を利用してシフト点を調整し、ギアを介して自動的にシフトする。コントローラ１４は実際のギア信号４４を受け取り、どのルックアップテーブルが実際のギアに対応するかを決定する。
【００６３】
ルックアップテーブル及び数多くの入力を使用して、これらの入力信号に基づいてコントローラはアップシフト又はダウンシフトを行う。制御ロジック７０が、トランスミッションがアップシフトすべきか、ダウンシフトすべきか或いはシフトが必要でないかを決定する機能を実行する。
【００６４】
もしコントローラがアップシフトが必要であると決定すると、シフトが実行され、所定の時間内にトランスミッションのダウンシフトが発生したか否かを決定するために、反ハンチングループ１７０が数多くの機能を実行する。
【００６５】
上述したところから明らかなように、本発明の制御システムはトランスミッションのシフト点を変更するために使用可能である。シフト点は効率を改良するために変更可能であり、オペレータの好みに合わせて調整可能である。
【００６６】
ある場合においては、機械の性能を改良するためにオペレータはトランスミッションを次のギアに早く且つ低いエンジン速度でシフトしたがる。トランスミッションがアップシフトとダウンシフトの間で反復せずにハンチングを防止するためにフルスロットルの設定に復帰するのを保証するために、反ハンチング制御が設けられている。
【００６７】
本発明の他の側面、目的及び利益は添付図面、発明の詳細な説明及び特許請求の範囲を研究することにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御システムの作動を制御するためのコントローラのブロック図である。
【図２】“オフスロットル”モードにおけるコントローラの自動決定機能を示すフローチャートである。
【図３】“非オフスロットル”モードにおけるコントローラの自動決定機能を示すフローチャートである。
【図４】“非オフスロットル”モードにおける最小エンジン速度が変化するときのシフト機能を示す図である。
【図５】“オフスロットル”モードにおける最小エンジン速度が変化したときのシフト機能を示す図である。
【図６】コントローラの反ハンチング機能を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  制御システム
１２  入力部分
１４  コントローラ
１６  出力部分
３２  自動シフトモジュール
３４  トランスミッションソレノイド制御モジュール
３６  “オフスロットル”モジュール
３８  “非オフスロットル”モジュール
４０  反ハンチングモジュール
【図１】
0004014704.tif 000002
【図２】
0004014704.tif 000003
【図３】
0004014704.tif 000004
【図４】
0004014704.tif 000005
【図５】
0004014704.tif 000006
【図６】
0004014704.tif 000007