JPH08285068A - トランスミッションの適応制御方法 - Google Patents

トランスミッションの適応制御方法

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JPH08285068A
JPH08285068A JP8082804A JP8280496A JPH08285068A JP H08285068 A JPH08285068 A JP H08285068A JP 8082804 A JP8082804 A JP 8082804A JP 8280496 A JP8280496 A JP 8280496A JP H08285068 A JPH08285068 A JP H08285068A
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fill
time
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トッド・ディー・クレーガー
Richard B League
リチャード・ビー・リーグ
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ランドール・エム・ミッチェル
David M Spurlock
デビッド・エム・スパーロック
James R Talbott
ジェームス・アール・タルボット
Gregory L Williamson
グレゴリー・エル・ウィリアムソン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動トランスミッションのシフトをスムーズ
に達成する適応制御を提供することである。 【解決手段】 本発明のトランスミッションの適応制御
方法は以下のステップを含んでいる。即ち本発明は、 （ａ）複数のクラッチ充満パラメータに従って所定クラ
ッチを充満するコマンドを発行するステップと； （ｂ）クラッチを完全に充満する実充満時間を決定する
ステップと； （ｃ）実充満時間を所定の充満時間と比較するステップ
と； （ｄ）所定クラッチに対する次のシフトの間のクラッチ
充満時間を修正するために、前記比較に応じて少なくと
も複数のクラッチ充満パラメータのうちの１つを調整す
るステップとから構成される。故に、本発明は過去のシ
フトに基づいて将来のシフトを修正して適応させ、トラ
ンスミッションのシフト品質を改良する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にトランスミ
ッションの制御方法に関し、特に、係合するクラッチを
充満するのに要求される時間に基づいてシフトパラメー
タを調整するトランスミッションの適応制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、パワーシフトトランスミッシ
ョンは入力シャフトと出力シャフトとを結合する複数の
ギヤ要素と、入力シャフトと出力シャフトとの間の望ま
しい速度比を達成するために、ギヤ要素を活性化する選
択的に係合可能な関連した数のクラッチとを含んでい
る。クラッチにはバンド型又はディスク型がある。
【０００３】例えば、入力シャフトはトルクコンバータ
のような流体結合手段を介してエンジンに連結されてお
り、出力シャフトは車両の駆動装置に直接連結されてい
る。１つのギヤ比から他のギヤ比にシフトするには、現
在のギヤ比に関連した係合終了クラッチを解放し、望ま
しいギヤ比に関連した係合開始クラッチを適用又は係合
する。
【０００４】トランスミッションのシフトを改良するた
めに、いくつかのトランスミッションの製造業者は電子
制御技術を利用している。電子制御技術は、複数のソレ
ノイド弁を介して電子制御ユニットとクラッチとの間の
直接的なインターフェースを採用する。電子制御ユニッ
トからのコマンド信号に応じて、ソレノイド弁が変調さ
れて係合開始及び係合終了クラッチの圧力を制御する。
【０００５】シフトの正確なタイミングを提供するため
に、各シフトの開始時点において係合開始クラッチのク
ラッチ充満パラメータが決定されなければならない。充
満パラメータの正確さがシフトの品質を決定する。
【０００６】しかし、トランスミッションの部品の製造
公差及び各応用におけるエンジンパワーの相違のため
に、各シフトのタイミングは異なったものとなる。よっ
て、トランスミッションの最適なシフトを達成するため
に、充満パラメータを自動的に調整する適応制御方法が
望ましい。
【０００７】
【発明の開示】本発明の１つの側面によると、自動トラ
ンスミッションのシフトの適応制御方法が提供される。
本発明の適応制御方法は、 （ａ）複数のクラッチ充満パラメータに従って所定クラ
ッチを充満するコマンドを発行するステップと； （ｂ）クラッチを完全に充満する実充満時間を決定する
ステップと； （ｃ）実充満時間を所定の充満時間と比較するステップ
と； （ｄ）所定クラッチに対する次のシフトの間のクラッチ
充満時間を修正するために、前記比較に応じて少なくと
も複数のクラッチ充満パラメータのうちの１つを調整す
るステップとから構成される。故に、本発明の適応制御
方法は過去のシフトに基づいて将来のシフトを修正して
適応させ、トランスミッションのシフト品質を改良す
る。
【０００８】
【発明を実施するための最良の態様】図面を参照する
と、図１は内燃エンジン１０５と、流体トルクコンバー
タ１１０と、多段速度流体作動パワートランスミッショ
ン１１５と、車両の駆動トレーン１２０とを含んだパワ
ートレーン１００の電子制御システムを示している。
【０００９】エンジン１０５はシャフト１２５を介して
トルクコンバータ１１０に連結されており、トルクコン
バータ１１０はシャフト１３０を介してトランスミッシ
ョン１１５に連結されており、トランスミッション１１
５はシャフト１３５を介して車両の駆動トレーン１２０
に連結されている。
【００１０】図２及び図３を参照すると、２つのトラン
スミッションギヤセットのブロック図が示されている。
例えば、図２は履帯型トラクタのトランスミッションの
ギヤセット２０５を示しており、図３は車輪型車両のト
ランスミッションのギヤセット２１０を示している。
【００１１】図２のトランスミッションは５つのクラッ
チを含んでおり、Ｃ１は後進クラッチ、Ｃ２は前進クラ
ッチ、Ｃ３〜Ｃ５は速度クラッチをそれぞれ示してい
る。図３のトランスミッションは６つのクラッチを含ん
でおり、Ｃ１は後進クラッチ、Ｃ２は前進クラッチ、Ｃ
３〜Ｃ６は速度クラッチをそれぞれ示している。
【００１２】これらのクラッチを選択的に係合及び解放
することによりギヤシフトが達成される。クラッチは油
圧により作動され、係合されると駆動要素から被駆動摩
擦要素にトルクが伝達される前に充満時間を必要とす
る。
【００１３】即ち、充満時間はクラッチのピストンが解
放位置から係合位置までに移動するのに経過する時間で
ある。クラッチはソレノイドで作動される比例圧力制御
弁２１５により選択的に係合及び解放される。
【００１４】トランスミッションの油圧回路は流体溜め
２２５から制御弁２１５を介して加圧流体をクラッチに
供給するポンプ２２０を含んでいる。更に、制御弁２１
５の供給圧を調整するためにリリーフ弁２３０が設けら
れている。
【００１５】図１を再び参照して、パワートレーンの制
御部分について以下に説明する。オペレータがシフトハ
ンドル１４０を操作して望ましいシフトを開始すると、
ギヤの選択信号が発生される。
【００１６】電子制御モジュール１４７がギヤの選択信
号を受け取り、それに応じてソレノイド制御弁２１５の
作動を制御する。電子制御モジュール１４７は車両のシ
ステムパラメータを示す数多くの他の入力信号を受け取
る。
【００１７】このような他の入力信号は中立化ペダル１
４５からの中立化信号、エンジンの速度センサ１５０か
らのエンジンの速度信号、トランスミッションの入力速
度センサ１５５からのトランスミッションの入力速度信
号ＴI 、トランスミッションの中間速度センサ１６０か
らのトランスミッションの中間速度信号ＴN 、トランス
ミッションの出力速度センサ１６５からのトランスミッ
ションの出力速度信号ＴO 、トランスミッションオイル
の温度センサ１７０からのトランスミッションオイルの
温度信号を含んでいる。これらのセンサはポテンショメ
ータ、サーミスタ及び／又は磁気速度センサ等の通常の
電気的変換器である。
【００１８】中間速度センサ１６０はクラッチＣ４に隣
接して示されているが、この中間速度センサ１６０は図
示されたトランスミッションにおけるクラッチ又はリン
グギヤのいずれかの回転速度を検出するようにしてもよ
い。
【００１９】トランスミッション速度信号はいずれかの
クラッチ又はリングギヤの回転速度を決定するのに有用
である。例えば、速度クラッチのすべりが、トランスミ
ッションの出力速度信号及び中間速度信号に応じて決定
される。
【００２０】更に、方向クラッチの滑りは、トランスミ
ッションの入力速度信号及び中間速度信号に応じて決定
される。このような決定は、技術分野でよく知られた方
法によりトランスミッションの特定なギヤ比に基づいて
いる。
【００２１】内部的には、電子制御モジュール１４７
は、内部クロック及びメモリを有するマイクロプロセッ
サと、入出力デバイスと、一連の比例ソレノイド電流ド
ライバとを含む複数の従来装置から構成される。
【００２２】１つのソレノイドドライバは１つのソレノ
イド制御弁２１５専用である。マイクロプロセッサは望
ましいソレノイド電流に比例したコマンド信号を出力
し、電流ドライバはパルス幅変調電圧を用いて望ましい
電流を発生する。
【００２３】ソレノイド制御弁２１５は、ソレノイド電
流に比例するクラッチ圧力を十分維持するようにクラッ
チへの圧油の流れを維持するように構成されている。よ
って、マイクロプロセッサはソレノイドドライバに供給
されたコマンド信号に比例するようにクラッチ圧力を制
御する。比例ソレノイド電流ドライバはこの技術分野で
はよく知られているので、これ以上の説明は省略する。
【００２４】マイクロプロセッサはソフトウェアプログ
ラムに応じてトランスミッションのシフトを制御する演
算ユニットを利用する。プログラムはＲＯＭ，ＲＡＭ又
は他のメモリ中に格納される。これらのプログラムにつ
いてはフローチャートを参照して後で説明する。
【００２５】数多くのシフトの型を制御するクラッチコ
マンドが図４、図５及び図６に示されている。方向クラ
ッチはシフトにより伝達されるトルクの大部分を吸収す
るために使用されることに注意されたい。
【００２６】故に、方向クラッチは各シフトにおいて最
後に完全に係合するクラッチである。例えば、速度シフ
トの場合においては、係合開始速度クラッチが十分に係
合してから初めて方向クラッチが再係合される。
【００２７】速度シフトが図４に示されている。クラッ
チ圧力を制御するクラッチコマンドが時間に対して示さ
れている。係合開始速度クラッチは脈動相（フェイ
ズ）、ダンプ相及びホールド相に入る。
【００２８】図示されているように、係合開始クラッチ
コマンドはクラッチの充満を開始するために、所定の時
間ハイレベルに脈動してソレノイド制御弁を迅速に開
く。次いで、クラッチコマンドはクラッチへの流体の流
れを正確に制御するために傾斜付けられる。
【００２９】最後に、クラッチコマンドはホールドレベ
ルに維持されてクラッチを完全に充満する。ホールドレ
ベルの値はクラッチの充満の完了を保証するのに十分大
きく、且つクラッチプレートが“タッチアップ”の時に
過度なトルクの伝達を防止するのに十分小さい必要があ
る。
【００３０】係合開始クラッチが充満された後に、係合
開始クラッチの圧力は漸増相（漸増フェイズ）に入る。
クラッチ圧力を徐々に増加してクラッチの滑りを減少さ
せるために、対応するクラッチコマンドは閉ループ又は
オープンループのいずれかで制御される。係合開始クラ
ッチがロックアップしてひとたび係合すると、クラッチ
コマンドは最大圧力レベルに増加する。
【００３１】係合開始速度クラッチが漸増される前に、
係合終了速度クラッチコマンド及び係合終了方向クラッ
チコマンドは所定時間の間低圧力レベルに減少される。
この所定時間は充満の終了の検出を許容しトルクの中断
を減少するために設定される。
【００３２】係合開始速度クラッチがひとたび係合され
ると、方向クラッチは漸増相に入る。方向クラッチが係
合されると、クラッチコマンドは最大圧力レベルに増加
されてシフトを完了する。
【００３３】係合開始クラッチの充満完了は、専用の充
満完了検出センサ、タイミング方法或いは他の知られた
充満検出方法等の数多くの方法により決定される。更
に、クラッチのロックアップ、即ち完全係合はクラッチ
の滑りをモニタすることによっても検出される。
【００３４】方向シフトが図５に示されている。ここで
は、速度クラッチコマンドは変更されずに方向クラッチ
コマンドが修正される。係合開始方向クラッチコマンド
が脈動され、次いでホールドレベルまで傾斜しながら下
げられてクラッチを充満する。
【００３５】係合終了方向クラッチの圧力は、係合開始
方向クラッチが漸増フェイズに入る所定時間前に低圧力
レベルまで減少される。クラッチの滑りを望ましく減少
させるために、漸増フェイズは閉ループの圧力制御を使
用する。係合開始クラッチがひとたび完全に係合する
と、クラッチコマンドは最大圧力レベルに増加されてシ
フトを完了する。
【００３６】方向クラッチシフトと速度クラッチシフト
の組み合せが図６に示されている。係合開始速度クラッ
チが脈動され、次いでクラッチを充満するためにホール
ドレベルに傾斜しながら減少される。
【００３７】係合開始速度クラッチが充満された後に、
クラッチコマンドはクラッチが係合（ロックアップ）す
るまで漸増され、次いで最大コマンドレベルまで増加さ
れてクラッチを完全に係合する。
【００３８】しかし、係合開始速度クラッチが漸増フェ
イズに入る所定時間前に、係合終了速度クラッチ及び方
向クラッチコマンドが減少されてこれらのクラッチが解
放される。
【００３９】更に、係合開始速度クラッチが充満を開始
してから所定時間後に、係合開始方向クラッチが脈動さ
れて、次いでホールドレベルに傾斜しながら減少されて
クラッチを充満する。
【００４０】係合開始速度クラッチが係合した後に、係
合開始方向クラッチコマンドは漸増される。係合開始方
向クラッチが係合（ロックアップ）すると、クラッチコ
マンドは最大レベルまで増加されてクラッチを完全に係
合し、シフトを完了する。
【００４１】本発明は、通常のクラッチの磨耗によるゆ
っくり変わる流量要求に応じて、更に、シールの不良或
いはトランスミッションの改修等による急激に変わる流
量要求に応じて、クラッチコマンドのクラッチ充満パラ
メータを適応させるものである。
【００４２】その結果、電子制御モジュールは各クラッ
チについて有限の数の充満時間が書き込まれた２つのロ
ックアップテーブルのソフトウェアを有している。一方
のロックアップテーブルは有効充満時間テーブルと呼ば
れ、他方のロックアップテーブルは良好充満時間テーブ
ルと呼ばれる。
【００４３】有効充満時間テーブルは、急激に変わる流
量要求のためのクラッチの充満パラメータを調整するた
めに使用される。良好充満時間テーブルは、ゆっくり変
わる流量要求のためのクラッチの充満パラメータを調整
するために使用される。
【００４４】更に、電子制御モジュールがロックアップ
テーブルに値を１つ加えると、電子制御モジュールはこ
のロックアップテーブルに含まれている充満時間の平均
値を決定する。故に、各テーブルについて充満時間の累
積平均が決定される。
【００４５】本発明は、前回のシフトのクラッチ充満時
間の大きさに基づいて、次のシフトのための所定クラッ
チのクラッチ充満パラメータを修正して適応させる。ク
ラッチ充満時間は所定のクラッチが完全に充満される時
間を示しており、図７において実充満時間として示され
ている。
【００４６】故に、実充満時間を決定するためには、所
定クラッチの充満の終了（ＥＯＦ）を検出しなければな
らない。実充満時間が決定されると、実充満時間と充満
時間の有効領域とが比較され、望ましい充満時間で所定
クラッチを充満するために、クラッチ充満パルスの傾斜
レベルを修正又は調整する。
【００４７】充満時間と傾斜レベルの変更との関係が図
８に示されている。各クラッチは後で修正されるユニー
クなクラッチ充満パラメータを有していることが理解さ
れる。
【００４８】実充満時間に応じて、クラッチ充満パラメ
ータを如何にして修正するかを以下に説明する。まず第
１に、本発明は実充満時間を決定し、この実充満時間を
充満時間の有効領域と比較する。
【００４９】もし実充満時間が充満時間の有効領域外で
あるならば、この実充満時間はクラッチの充満パラメー
タを修正するためには使用されない。この状態において
は、係合開始クラッチの充満終了の検出にエラーがあっ
たと想定される。
【００５０】しかし、もし実充満時間が合理的充満時間
の領域内にあるならば、この実充満時間は有効充満時間
データテーブルに格納される。更に、もし実充満時間が
良好充満時間領域内にあるならば、この実充満時間は良
好充満時間データテーブルにも格納される。
【００５１】もし実充満時間が合理的充満時間領域内で
あるが良好充満時間領域内でないならば、良好充満時間
領域外で起こっている有効充満時間データテーブルに関
連した充満時間について、クラッチを充満するための流
量要求について大きな突然の変化を示す不変の傾向があ
るかについて決定するためのテストが行われる。
【００５２】このテストは、実充満時間及び有効充満時
間データテーブルに関連している平均充満時間が良好充
満時間領域内にあるかを決定するものであり、もし否の
場合には、所定クラッチのクラッチ充満パラメータにつ
いて大幅の調整が行われる。
【００５３】もし実充満時間が良好充満時間領域内に入
るならば、望ましい充満時間領域からドリフトしている
良好充満時間データテーブルに関連した、通常のトラン
スミッションの磨耗を示す充満時間についての不変の傾
向があるか否かを決定するテストが行われる。
【００５４】このテストは実充満時間及び良好充満時間
データテーブルに関連した平均充満時間が望ましい充満
時間領域内にあるかを決定するものであり、もし否の場
合には、所定クラッチのクラッチ充満パラメータについ
て小幅の調整が行われる。
【００５５】図９〜図１２及び図１５は、本発明のシフ
ト制御技術を達成するために、図１に示したコンピュー
タに基づいた制御ユニットにより実行されるコンピュー
タプログラムを示すフローチャートである。フローチャ
ートの説明において、各ブロック（ステップ）に番号を
付して説明する。
【００５６】まず図９を参照すると、数多くのサブルー
チンに逐次的実行を指示する適応制御のメインループの
プログラムが示されている。まずブロック６０５におい
て、新しいギヤが選択されたか否かが決定され、肯定の
場合にはブロック６１０で新しいシフトがある条件を満
足するか否かが判断される。
【００５７】例えば、車両の走行速度が所定値以上か否
か及びシフトが充満の終了の検出が可能な所定の型のシ
フトか否かが判断される。もしシフトが条件に適合する
と、ブロック６１５に進み数多くのサブルーチンで使用
されているカウンタ、目標値を含むいくつかの変数値及
び所定の係合開始方向クラッチのクラッチの滑り値に関
連した当初の方向を決定する。これらの変数については
以下により詳細に説明する。
【００５８】更に、クラッチコマンドに関連したパラメ
ータが初期化される。これらのパラメータはパルスレベ
ル（大きさ）及び時間（幅）、最初の傾斜レベル及び時
間、及びホールドレベル及び時間を含んでいる。傾斜レ
ベル／時間及びホールドレベル／時間は各クラッチ特有
の値であり、パルスレベル／幅はすべてのクラッチにつ
いて同一である。
【００５９】方向シフトが進行中に、所定の係合開始方
向クラッチの充満の終了を検出し、実充満時間を検出す
る（ブロック６２０）。例えば、専用の充満終了検出セ
ンサを利用する方法を含んだいくつかの充満終了検出方
法が実行される。実充満時間が決定されると、ブロック
６２５で実充満時間の大きさに基づいて所定の方向クラ
ッチの充満パラメータを適応させる。
【００６０】次に、速度シフトが進行中に、所定の係合
開始速度クラッチの充満終了を検出し、実充満時間を決
定する（ブロック６３０）。実充満時間が決定されたな
らば、実充満時間の大きさに基づいて所定の速度クラッ
チの充満パラメータを適応させる（ブロック６３５）。
【００６１】次に、図１０及び図１１を参照して適応ア
ルゴリズムサブルーチンについて説明する。適応アルゴ
リズムサブルーチンは、所定のクラッチに対する前のシ
フトに基づいて所定クラッチのシフトパラメータを調整
又は適応する。
【００６２】よって、適応アルゴリズムサブルーチン
は、シフトの品質を改良するために、所定クラッチのシ
フトパラメータを調整してそのクラッチに対する流体の
流れを正確に制御する。方向クラッチ及び速度クラッチ
の制御プログラムは同一であることに注意されたい。
【００６３】まず、ブロック７０５において所定クラッ
チの実充満時間が有効充満時間領域内か否かが判断され
る。例えば、実充満時間が最小有効充満時間より大きく
最大有効充満時間より小さいか否かが決定される。
【００６４】もし実充満時間が有効領域外であるとする
と、この実充満時間は捨てられ、捨てられた充満時間に
ついては何らのアクションも取られない。もし、実充満
時間が有効領域内であるならば、この実充満時間が有効
充満時間データテーブルに格納され、格納された充満時
間の累積平均が決定される。
【００６５】もしブロック７１５で実充満時間が最大良
好充満時間よりも大きいと判断され、ブロック７２０で
平均有効充満時間が最大良好充満時間よりも大きいと判
断されたならば、ブロック７２５で実充満時間を望まし
い領域方向に調整するために、大幅な調整がなされて所
定クラッチに対する次のシフトのための最初の傾斜レベ
ルが増加される。
【００６６】更に、ブロック７３０で実充満時間が最小
良好充満時間以下と判断され、ブロック７３５で平均有
効充満時間が最小良好充満時間以下と判断されたなら
ば、ブロック７４０で実充満時間を望ましい領域方向に
調整するために、大幅な調整がなされて所定クラッチに
対する次のシフトのための最初の傾斜レベルが減少され
る。
【００６７】しかし、もし実充満時間又は平均有効充満
時間が良好充満時間領域内にある場合には、制御プログ
ラムは図１１のＢに進む。図１１を参照すると、まずブ
ロック７４５で実充満時間を良好充満時間データテーブ
ルに格納し、格納された充満時間の累積平均を決定す
る。
【００６８】もしブロック７５０で実充満時間が望まし
い充満時間の最大よりも大きいと判断され、ブロック７
５５で平均良好充満時間が望ましい充満時間の最大より
も大きいと判断されたならば、ブロック７６０で実充満
時間を望ましい領域方向に調整するために、小幅の調整
がなされて所定クラッチに対する次のシフトのための最
初の傾斜レベルが増加される。
【００６９】しかし、もしブロック７６５で実充満時間
が望ましい充満時間の最小よりも小さいと判断され、ブ
ロック７７０で平均良好充満時間が望ましい充満時間の
最小よりも小さいと判断されたならば、ブロック７７５
で実充満時間を望ましい領域方向に調整するために、小
幅の調整がなされて所定クラッチに対する次のシフトの
ための最初の傾斜レベルが減少される。その結果、もし
実充満時間及び平均良好充満時間が望ましい充満時間の
領域内ならば、いかなる調整も行われない。
【００７０】望ましい充満終了検出方法について以下に
説明する。本発明は係合されるクラッチが速度クラッチ
か方向クラッチかに応じて、充満終了を検出するのに２
つの異なる方法を利用する。
【００７１】例えば、本実施形態のトランスミッション
の方向クラッチはエネルギー吸収式クラッチである。故
に、すべてのシフトの間、方向クラッチは最後に係合さ
れる。（これは、係合終了ギヤ及び係合開始ギヤの両方
に渡り方向クラッチが同一である速度シフトを含んでい
る。） その結果、シフトの間方向クラッチが満たされ、係合を
開始し、トランスミッションとトルクコンバータとの間
のトルクの伝達を開始する。好ましくは、本発明ではト
ルクコンバータの出力トルクをモニタし、出力トルクが
急に増加するか（アップシフトを示す）或いは急に減少
（ダウンシフトを示す）したとき、方向クラッチの充満
終了が発生したとする。本発明は、トルクコンバータの
速度比を決定し、トルクコンバータの速度比を基準値と
比較することによりトルクコンバータの出力トルクをモ
ニタする。
【００７２】次に図１２を参照して、方向クラッチの充
満終了検出方法について説明する。まずブロック８０５
において、トルクコンバータの出力速度をトルクコンバ
ータの入力速度で割ることにより、実トルクコンバータ
比が決定される。
【００７３】次いで、ブロック８１０で実トルクコンバ
ータ比と零トルクコンバータ比として参照される基準値
との差を決定する。零トルクコンバータ比は、トルクコ
ンバータの出力が零の時のトルクコンバータ比として定
義される。
【００７４】例えば、零トルクコンバータ比はよく知ら
れたトルクコンバータ出力特性曲線に基づいている。次
いで、ブロック８１５において、よく知られた方法を使
用して係合開始方向クラッチの滑りが決定される。
【００７５】充満終了が発生したか否かを決定するため
に２つのテストが行われる。第１の方法は、方向クラッ
チの滑りの絶対値が零スリップに近付いているかを検出
すること（ブロック８２０）と、トルクコンバータ比が
零トルクコンバータ比から逸れているか否かを決定する
こと（ブロック８２５）とからなる２つの部分から構成
される。もし２つの部分とも肯定ならば、上述した状態
は係合開始方向クラッチが大きなトルクを伝達している
ことを示すので、充満終了が発生したと言える。
【００７６】これは図１３及び図１４を参照することに
より、より良く示されている。図１３は時間に対するト
ルクコンバータ比を、図１４は時間に対するクラッチの
滑りをそれぞれ示している。点１においては、トルクコ
ンバータの速度比は零トルクコンバータ比から逸れてお
り或いは遠ざかっており、クラッチの滑りは減少してい
る。
【００７７】第２のテストも、（最初の方向クラッチの
滑りに対して）方向クラッチの滑りが減少しているか否
かを決定すること（ブロック８２０）と、実トルクコン
バータ比と零トルクコンバータ比との間の相違の大きさ
が、所定値よりも大きいか否かを決定することからなる
２つの部分から構成される。もし２つの部分とも肯定な
らば、充満の終了が既に発生していることになる。例え
ば、これは図１３及び図１４の点２に示されている。
【００７８】図１３及び図１４に示された波形は簡略さ
れた形状であることに注意されたい。実際の波形は様々
な程度の揺らぎを含んでいる。その結果、充満の終了が
発生したことを保証するために、図１２に示されたサブ
ルーチンは複数回実行されることが望ましい。
【００７９】例えば、メインルーチンにおいてカウンタ
の値を５にセットする。もし決定ブロック８２５及び８
３０において、充満の終了が示されたならば、カウンタ
の値を１つ減少する。
【００８０】その結果、カウンタの値が０に減少される
と、ブロック８４５において充満終了（ＥＯＦ）フラグ
が立てられる。しかし、もし決定ブロック８２０及び８
３０において、充満の終了が発生していないことが示さ
れたならば、カウンタの値は１つ増加される（ブロック
８４０）。
【００８１】係合開始速度クラッチの充満の終了の検出
について以下に説明する。この充満の終了の検出方法
は、１つの事象の発生を他の事象の発生を決定する助け
として使用する。ここでは、係合終了速度クラッチの解
放が係合開始速度クラッチの充満終了を意味する。
【００８２】例えば、係合開始速度クラッチが充満する
と、クラッチ圧力が上昇してクラッチを係合し、これに
よりクラッチがトルクの伝達を開始する。この伝達され
たトルクが、（低いクラッチ圧力のために）係合終了速
度クラッチを解放させる。
【００８３】係合終了速度クラッチが解放されたかを決
定する１つの方法は、このクラッチの滑りをモニタする
ことである。例えば、係合されたクラッチは通常滑らな
いが、クラッチ圧力が低下するとクラッチの滑り出す。
【００８４】その結果、係合されたクラッチがひとたび
滑り出すと、このクラッチが解放されたと言える。故
に、係合終了速度クラッチの滑りが基準滑り値よりも大
きくなったとすると、係合開始速度クラッチの充満の終
了が発生したと言える。
【００８５】係合終了速度クラッチが解放されたかを決
定する他の方法は、方向クラッチ段階を速度クラッチ段
階に連結するキャリアの速度をモニタすることである。
例えば、図２及び図３を参照すると、図示されたトラン
スミッションは＃２キャリアが方向クラッチ段階と速度
クラッチ段階とを連結する実質上２つの段階から構成さ
れる。
【００８６】速度シフトの間には、＃２キャリアが最初
係合終了速度クラッチに関連した速度で回転し、最後に
は係合開始速度クラッチに関連した速度で回転する。そ
の結果、係合開始速度クラッチが実質上充満されると、
クラッチがトルクの伝達を開始し、＃２キャリアの速度
が係合終了速度クラッチに関連した速度から係合開始ク
ラッチにより発生されるトルクに比例した割合で係合開
始速度クラッチに関連した速度に変更される。この最初
の速度の変更が係合開始速度クラッチの充満の終了を示
すことになる。
【００８７】この点からみて、本発明は＃２キャリアの
実際の速度を基準キャリア速度と比較する。基準キャリ
ア速度は係合開始速度クラッチが完全に係合したような
キャリアの速度を示す。２つのキャリアの速度の差が所
定の目標値よりも小さくなった場合は、充満の終了が発
生したといえる。
【００８８】＃３クラッチのプラネタリギヤの関係に基
づいて、＃２キャリアの実際の速度が以下の式に従って
決定される。 キャリア速度＝トランスミッション出力速度＋（ＮR ／ＮS ）×＃３クラッチ の滑り／（１＋（ＮR ／ＮS ））・・・（１） ここで、ＮR ＝＃３クラッチのリングギヤの歯数；ＮS
＝＃３クラッチのサンギヤの歯数；＃３クラッチの滑り
は入力クラッチ速度／出力クラッチ速度の比である。
【００８９】図１５を参照して速度クラッチの充満の終
了の検出について説明する。ブロック１００５で実際の
キャリア速度を決定し、ブロック１０１０で基準キャリ
ア速度を決定し、ブロック１０１５で実際のキャリア速
度と基準キャリア速度との差の絶対値を決定する。
【００９０】実際のキャリア速度は上述した（１）式に
よって決定され、基準キャリア速度は以下の式に応じて
決定される。 基準キャリア速度＝減速比〔ｉ〕×トランスミッション出力速度・・・（２） ここで、減速比〔ｉ〕は所定の係合中の速度クラッチの
減速比である。減速比はトランスミッションの構成に依
存し、この技術分野においてよく知られた方法により決
定される。
【００９１】次いでブロック１０２０において、実際の
速度と基準速度の差の絶対値がＴＡＲＧＥＴ（目標）よ
り小さいか否かが決定される。ＴＡＲＧＥＴはシフトの
開始において決定され、その値はシフトの開始に決定さ
れる実際の速度と基準速度の差の絶対値の予め定められ
た％である。
【００９２】例えば、ＴＡＲＧＥＴはシフトの開始時に
おける実際の速度と基準速度の差の絶対値の９０％であ
る。故に、もし実際の速度と基準速度の差の絶対値が目
標値よりも小さい場合には、充満の終了が発生したと言
える。
【００９３】これは、実際の速度と基準速度の差の絶対
値が時間に対して示されている図１６によりよく示され
ている。ブロック１０２０で肯定の場合にはブロック１
０３０に進み、ＥＯＦフラグを立てる。
【００９４】しかし、もし実際の速度と基準速度の差の
絶対値が目標値よりも大きい場合には、ブロック１０２
５において係合開始速度クラッチの滑りが基準滑り値よ
りも小さいか否かが決定される。
【００９５】基準滑り値はそれ以下だと係合開始速度ク
ラッチが係合されたと仮定される値を示している。その
結果、もし係合開始速度クラッチが係合すると（係合開
始クラッチの滑りは基準滑り値以下である）、充満の終
了が既に発生していることを示している。
【００９６】本発明は上述した望ましい実施態様を参照
して説明してきたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、本発明の精神及び範囲を逸脱せずして当業者に
とっては数多くの変形が可能である。
【００９７】
【産業上の利用可能性】本発明はホイールローダ、ブル
ドーザー等の建設機械のパワーシフトトランスミッショ
ンのクラッチからクラッチへのシフトを制御するのに適
用可能である。
【００９８】このようなシフトの１つは１つの速度比か
ら他の速度比に変更する速度シフトである。速度比はト
ランスミッションの入力速度或いはトルクコンバータの
速度を出力速度で割ったものとして定義される。
【００９９】故に、ローギヤ領域は高い速度比を有して
おり、ハイギヤ領域は低い速度比を有している。アップ
シフトを達成するためには、高い速度比から低い速度比
へのシフトが行われる。
【０１００】本発明が含まれるトランスミッションのタ
イプにおいては、アップシフトは、高い速度比に関連し
たクラッチを解放し低い速度比に関連したクラッチを係
合することにより、ギヤセットを低い速度比で作動する
ようにして達成される。
【０１０１】アップシフトのような速度シフトに関して
は、シフトにより発生されるトルクを吸収するために方
向クラッチが使用される。故に、アップシフトの間方向
クラッチは解放されており、係合開始速度クラッチが係
合されてから方向クラッチが再係合される。このように
して方向クラッチはシフトの間に発生されるトルクを吸
収する。
【０１０２】本発明は高品質のシフトを達成するため
に、過去のシフトに基づいて次のシフトのクラッチ充満
パラメータを修正して適応することによりクラッチから
クラッチへのシフトのタイミングを制御する。
【０１０３】例えば、各シフトの開始時点で係合開始ク
ラッチコマンドは所定時間の間ハイレベルに脈動され、
次いで傾斜しながらホールドレベルに下げられる。好ま
しくは、最初の傾斜レベルは望ましい量の流体の流れを
発生してクラッチのピストンを素早くストロークさせ、
係合開始クラッチのトルク容量を得るために選択され
る。
【０１０４】しかし、（最初の傾斜レベルが高く設定さ
れ過ぎているため）充満の終了が早く発生し過ぎた時に
は、クラッチ圧力がそのクラッチを押してトルクを早く
伝達させすぎることになり、荒々しいシフトを発生させ
る。
【０１０５】一方、（最初の傾斜レベルが低過ぎるた
め）充満の終了が遅く起こり過ぎる場合には、漸増フェ
イズまでにクラッチの圧力が十分に上昇せず、これはク
ラッチトルクの（徐々の上昇でなく）突然の上昇を引き
起こし、荒々しいシフトを発生させる。
【０１０６】好ましくは、所定クラッチの実際の充満時
間をモニタすることにより、本発明の適応制御は過去の
シフトから学習することができ、所定クラッチに対する
次のシフトを最適化する。
【０１０７】図１７及び図１８を参照すると、所定クラ
ッチの充満パラメータがどのようにして修正されるかの
例が示されている。図１７を参照すると、所定クラッチ
のクラッチコマンドは所定時間の間ハイレベルに脈動
し、次いでクラッチコマンドはそのレベルからホールド
レベルに傾斜して低下する。
【０１０８】対応する流体の流れとクラッチ圧力も同時
に示されている。クラッチへの流体の流れのほとんどは
この傾斜フェイズ中に起こっていることに注意された
い。図示された傾斜フェイズはクラッチを早く充満させ
すぎるため、クラッチがトルクを伝達するのが早くなり
過ぎ、その結果荒々しいシフトを発生することになる。
よって、本発明の制御は実充満時間と望ましい充満時間
との比較に基づき、最初の傾斜レベル（傾斜時間は変更
されない）を修正して適応させる。例えば、所定クラッ
チに対する次のシフトのためのクラッチコマンドが図１
８に示されている。
【０１０９】その結果、本発明の適応制御は流体の流れ
の割合を低下させるために、最初の傾斜レベル（傾斜の
開始点の高さ）を所定量（大量又は少量）低下させる。
故に、実際の充満時間が引き延ばされて充満の終了が望
ましい充満時間近辺で起こることになり、これによりシ
フトの品質が改良される。
【０１１０】本発明はトランスミッションのシフトの品
質を改良するばかりでなく、それと同時に駆動トレーン
の部品の磨耗を減少させ駆動トレーンの長寿命化に寄与
するものである。更に、本発明のトランスミッションは
自己修正可能であるので、トランスミッションの修正不
良による車両の非稼働時間が実質上除去される。
【０１１１】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】トランスミッションを含んだ車両の駆動トレー
ンの電子制御システムのブロック図である。
【図２】履帯型トラクタのトランスミッションの実施形
態を示す概略図である。
【図３】車輪型車両のトランスミッションの実施形態を
示す概略図である。
【図４】速度シフトのクラッチコマンドのタイミングチ
ャートである。
【図５】方向シフトのクラッチコマンドのタイミングチ
ャートである。
【図６】方向シフトと速度シフトの組み合わせシフトの
クラッチコマンドのタイミングチャートである。
【図７】クラッチコマンドのクラッチ充満パラメータを
クラッチ充満時間に関連付けるタイミング図である。
【図８】クラッチ充満パラメータの最初の傾斜レベルの
変更とクラッチ充満時間との関係を示す図である。
【図９】本発明のメインルーチンのフローチャートであ
る。
【図１０】適応アルゴリズムのサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図１１】適応アルゴリズムのサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図１２】係合開始方向クラッチの充満終了検出アルゴ
リズムを示すフローチャートである。
【図１３】係合開始方向クラッチのトルクコンバータ比
を示すタイミング図である。
【図１４】係合開始方向クラッチのクラッチの滑りを示
すタイミング図である。
【図１５】係合終了方向クラッチの充満終了検出アルゴ
リズムを示すフローチャートである。
【図１６】実際のキャリア速度と基準キャリア速度との
差の絶対値を示すタイミング図である。
【図１７】適応修正前の係合開始クラッチのクラッチコ
マンドを示すタイミング図である。
【図１８】適応修正後の係合開始クラッチのクラッチコ
マンドを示すタイミング図である。
【符号の説明】
１００ パワートレーン １０５ 内燃エンジン １１０ トルクコンバータ １１５ パワートランスミッション １２０ 駆動トレーン １４７ 電子制御モジュール １５０ エンジン速度センサ １５５ 入力速度センサ １６０ 中間速度センサ １６５ 出力速度センサ ２０５，２１０ トランスミッションギヤセット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ビー・リーグ アメリカ合衆国、61606イリノイ、ピオリ ア、ダブリュー・コロンビア・テラス131 (72)発明者 ランドール・エム・ミッチェル アメリカ合衆国、61571イリノイ、ワシン トン、オークウッド・サークル300 (72)発明者 デビッド・エム・スパーロック アメリカ合衆国、61614イリノイ、ピオリ ア、エヌ・タンピコ・ドライブ5937 (72)発明者 ジェームス・アール・タルボット アメリカ合衆国、01581マサチューセッツ、 ウエストボロー、ウインザー・リッジ・ド ライブ3109 (72)発明者 グレゴリー・エル・ウィリアムソン アメリカ合衆国、61548イリノイ、メタモ ラ、エヌ・ヒッコリー・ヒルズ1278

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の速度クラッチと、複数の方向クラ
    ッチと、前記各クラッチにそれぞれ接続された複数の圧
    力制御弁と、複数の圧力制御弁に圧油を供給するように
    適合した油圧ポンプとを含んだトランスミッションの適
    応制御方法であって、 複数のクラッチ充満パラメータに応じて、所定クラッチ
    の圧力制御弁に該所定クラッチを充満するためのコマン
    ドを所定時間発行し；クラッチを実際に十分充満するの
    に要する実充満時間を決定し、 前記実充満時間と前記所定時間とを比較し；前記比較に
    応じて前記複数のクラッチ充満パラメータのうち少なく
    とも１つを調整して、前記所定クラッチへの次のシフト
    の間にクラッチ充満時間を修正することを特徴とするト
    ランスミッションの適応制御方法。
  2. 【請求項２】 所定のクラッチを充満するためのコマン
    ドを発行するステップは、 所定クラッチの圧力制御弁を脈動し；その後該所定クラ
    ッチの圧力制御弁を最初のレベルからホールドレベルま
    で傾斜して下降させ；所定時間が満了するまで該所定ク
    ラッチの圧力制御弁を前記ホールドレベルに維持する、
    各ステップを含むことを特徴とする請求項１記載のトラ
    ンスミッションの適応制御方法。
  3. 【請求項３】 前記充満パラメータを調整するステップ
    は、前記所定クラッチへの流体の供給量を制御するため
    に、クラッチコマンドの最初の傾斜レベルを調整するス
    テップを含むことを特徴とする請求項２記載のトランス
    ミッションの適応制御方法。
  4. 【請求項４】 前記所定の充満時間は、 クラッチを完全に充満するのに望ましい所定の時間を示
    す望ましい充満時間領域と；前記望ましい充満時間領域
    よりも大きい良好な充満時間領域と；前記良好な充満時
    間領域よりも大きい合理的な充満時間領域と；前記望ま
    しい充満時間領域、良好な充満時間領域及び合理的な充
    満時間領域を含む有効充満時間領域と；を含んだ充満時
    間領域から構成されることを特徴とする請求項３記載の
    トランスミッションの適応制御方法。
  5. 【請求項５】 前記実充満時間を有効充満時間領域と比
    較し、該実充満時間が有効充満時間領域内であるのに応
    じて該実充満時間を有効充満時間データテーブルに格納
    するステップを更に含むことを特徴とする請求項４記載
    のトランスミッションの適応制御方法。
  6. 【請求項６】 前記実充満時間を良好な充満時間領域と
    比較し、該実充満時間が良好な充満時間領域内にあるの
    に応じて該実充満時間を良好充満時間データテーブルに
    格納するステップを更に含むことを特徴とする請求項５
    記載のトランスミッションの適応制御方法。
  7. 【請求項７】 前記有効充満時間データテーブルに格納
    されている充満時間の平均充満時間を決定するステップ
    と、前記良好充満時間データテーブルに格納されている
    充満時間の平均充満時間を決定するステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項６記載のトランスミッションの
    適応制御方法。
  8. 【請求項８】 前記実充満時間が良好な充満時間領域で
    なく合理的な充満時間領域内であり、前記有効充満時間
    データテーブルに関連している平均充満時間が良好な充
    満時間領域でなく合理的な充満時間領域内であるのに応
    じて、前記最初の傾斜レベルを大幅に調整するステップ
    を更に含むことを特徴とする請求項７記載のトランスミ
    ッションの適応制御方法。
  9. 【請求項９】 前記実充満時間が望ましい充満時間領域
    でなく良好な充満時間領域内であり、前記良好充満時間
    データテーブルに関連している平均充満時間が望ましい
    充満時間領域内でなく良好な充満時間領域内であるのに
    応じて、前記最初の傾斜レベルを小幅に調整するステッ
    プを更に含むことを特徴とする請求項８記載のトランス
    ミッションの適応制御方法。
  10. 【請求項１０】 係合開始速度クラッチの実充満時間を
    決定するステップは、係合開始速度クラッチがいつ実質
    上充満するかを決定するステップを含むことを特徴とす
    る請求項１記載のトランスミッションの適応制御方法。
  11. 【請求項１１】 係合開始速度クラッチがいつ実質上充
    満するかを決定するステップは、係合終了速度クラッチ
    の解放をモニタするステップを含むことを特徴とする請
    求項１０記載のトランスミッションの適応制御方法。
  12. 【請求項１２】 前記係合終了速度クラッチの解放をモ
    ニタするステップは、 トランスミッションの所定のキャリアギヤの実速度を決
    定し；基準速度を決定し；前記実速度と基準速度との間
    の相違を決定し；前記速度の相違を目標値と比較し；前
    記速度の相違が目標値より小さいのに応じて、係合開始
    速度クラッチがいつ実質上充満するかを決定するステッ
    プを含むことを特徴とする請求項１１記載のトランスミ
    ッションの適応制御方法。
  13. 【請求項１３】 係合開始方向クラッチの実充満時間を
    決定するステップは、係合開始方向クラッチがいつ実質
    上充満するかを決定するステップを含むことを特徴とす
    る請求項１記載のトランスミッションの適応制御方法。
  14. 【請求項１４】 前記係合開始方向クラッチがいつ実質
    上充満するかを決定するステップは、トルクコンバータ
    の出力トルクがいつ急激に変化するかを決定するステッ
    プを含むことを特徴とする請求項１３記載のトランスミ
    ッションの適応制御方法。
  15. 【請求項１５】 前記トルクコンバータの出力トルクが
    いつ急激に変化するかを決定するステップは、 トルクコンバータの入力速度と出力速度をモニタし；ト
    ルクコンバータの入力速度及び出力速度に応じてトルク
    コンバータの速度比を決定し；トルクコンバータの速度
    比を基準値と比較し；この比較に応じて係合開始方向ク
    ラッチがいつ実質上充満するかを決定するステップを含
    むことを特徴とする請求項１４記載のトランスミッショ
    ンの適応制御方法。
  16. 【請求項１６】 前記係合開始方向クラッチがいつ実質
    上充満するかを決定するステップは、係合開始方向クラ
    ッチのすべりをモニタするステップを含むことを特徴と
    する請求項１３記載のトランスミッションの適応制御方
    法。
  17. 【請求項１７】 前記係合開始方向クラッチのすべりを
    モニタするステップは、 係合開始方向クラッチのすべりを決定し；該方向クラッ
    チのすべりを基準値と比較し；基準値に比較して係合開
    始方向クラッチのすべりが減少しているのに応じて、係
    合開始方向クラッチがいつ実質上充満するかを決定する
    ステップを含むことを特徴とする請求項１６記載のトラ
    ンスミッションの適応制御方法。
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