JP2000511849A - 自動車におけるｃｖｔの制御のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は自動車においてその変速比が無段階に調節可能な変速機の制御から出発しており、この場合この変速機は、設定可能な初期トルクを有する駆動ユニットと共に自動車のドライブトレーンに配設される。本発明によれば、変速機の目下の最大の伝達可能トルクの量ないし大きさを決定する決定手段が設けられている。さらに駆動ユニットの初期トルクが制限手段によって所定の限界値に制限される。この場合この限界値は上方の決定値に依存して求められる。エンジンのトルクは、通常は押圧力を高めるのよりも早く制限することが可能なので、押圧力において安全性確保のための多大な余裕度を設けることなく確実なシステムを実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車におけるＣＶＴの制御のための装置及び方法 従来の技術 本発明は請求項１及び７の上位概念による、自動車におけるその変速比が無段 階に調整可能な変速機の制御のための装置及び方法に関する。 巻き付き部材（例えばトルク伝達Ｖベルト、チェーンなど）を有する無段階に 調節可能な変速機を備えた自動車では、前記Ｖベルトの押圧力が適切な手段によ って次のように設定されなければならない。すなわち伝達すべきトルクが確実に 伝達されるように設定されなければならない。この押圧力が少なすぎる場合には 、Ｖベルトとプーリの間で過度に大きなスリップが発生し、これは損傷に結び付 く。また押圧力が高すぎる場合には、変速機の効率が過度に低減し、これは不所 望な燃費の悪化につながる。それ故この押圧力は次のように選択することが有利 と考えられている。すなわちこの押圧力のもとで最大の伝達可能トルクが目下の 伝達すべきトルクよりもやや大きくなるように選択することが有利と考えられて いる。 例えば欧州特許出願EP-A1 0 451 887明細書から公知のＣＶＴ制御では、変速 機入力側トルクが、エンジンから供給された回転トルクと既存の流体コンバー タの増幅率とから確定されている。このトルクからはベルト圧力が算出され、こ の圧力から当該トルクの確実な伝達を可能にする押圧力が結果的に生じる。伝達 すべきトルクが急速に変化した場合には、機械式システムと流体式システムの慣 性のためにこの押圧力を十分な早さで高めることができない。そのため通常は確 実性の確保のために著しいゆとりが考慮される。しかしながらこれは必然的に燃 費の悪化につながる。 本発明の課題は、過度なスリップの発生に対して変速機の損傷を確実に回避す る効果的な手段を提供することである。 この課題は請求項１及び７の特徴部分に記載された本発明により解決される。 発明の利点 冒頭にも述べたように、本発明は自動車においてその変速比が無段階に調節可 能な変速機の制御から出発しており、この場合この変速機は、設定可能な初期ト ルクを有する駆動ユニットと共に自動車のドライブトレーンに配設される。本発 明によれば、変速機の目下の最大の伝達可能トルクの量ないし大きさを決定する 決定手段が設けられている。さらに駆動ユニットの初期トルクが制限手段によっ て所定の限界値に制限される。この場合この限界値は上方の決定値に依存して求 められる。 変速機を過度なスリップによる損傷から確実に守る ために、本発明によれば、過度なスリップが発生する位に押圧力が弱い場合に、 エンジンから供給される回転トルクが制限される。エンジンのトルクは、通常は 押圧力を高めるのよりも早く制限することが可能なので、押圧力において安全性 確保のための多大な余裕度を設けることなく確実なシステムを実現することがで きる。すなわち本発明によれば、安全性の低下と燃費の低下なしで変速機の効率 アップを達成でき、変速機によるトルク伝達の確実性が増す。なぜならスリップ が確実に回避されるからである。このことは走行安全性の向上にもつながる。そ の他にもスリップの確実な回避によって変速機の寿命も延びる。 本発明の有利な構成例によれば、ドライブトレーンにさらに、トルク増幅度が 任意に決定可能なコンバータが設けられる。この場合には限界値の算出が目下の トルク増幅度に依存して行われる。 ドライブトレーンにトルク伝達度が任意に決定可能なクラッチが設けられてい る場合には、限界値の算出は目下のトルク伝達度に依存して行われる。 既に冒頭で述べたように、巻き付きベルト式変速機は、一般に駆動側と被駆動 側並びに、該駆動側と被駆動側の間の機械的な作用結合を形成するための作用手 段（巻き付き部材、例えばトルク伝達Ｖベルト又はチェーン）を有している。本 発明の別の有利な構成例によれば、この作用手段と駆動側/被駆動側の間の押圧 力 を表す押圧量を検出する手段が設けられる。これに対しては液圧から直接測定さ れるか又は相応の制御信号から求められてもよい。本発明による決定手段は、次 のように構成される。すなわち検出された押圧量から、変速機の目下の最大の伝 達可能トルクを表す量が決定されるように構成される。 さらに有利には、制限手段が次のように構成される。すなわち駆動ユニットの 初期トルクが正の限界値（トラクショントルク制限）のみならず負の限界値（オ ーバーラントルク制限）に対しても制限可能となるように構成される。このこと は駆動ユニットの初期トルクの絶対値が、算出された限界値と比較され、この限 界値を上回るリアクションの中では駆動ユニットの初期トルクが限界値を下回る ように低減される（トラクショントルク制限）かまたは高められる（オーバラン トルク制限）。 本発明の別の有利な構成例は従属請求項に記載されており、さらに以下の実施 例の説明にも記載される。 図面 図１は、公知の押圧力制御部を備えたＣＶＴを概略的に示した図である。図２ は、本発明の実施例をブロック回路図で示した図である。図３及び図４は、図２ に示された実施例に含まれる部分の詳細を示した図である。 実施例 次に本発明を図面に基づき以下に詳細に説明する。 図１には公知のＣＶＴ変速機の構造が断面図で示されている。内燃機関１はス ロットル弁２によって出力されるエンジントルクＭ_mを制御することができる。 このスロットル弁２は、例えば機械的又は電気的にアクセルペダル（図示はされ ていない）に連結されている。内燃機関１は大抵は、クラッチ及び／又はコンバ ータ３を介してＣＶＴ変速機４の駆動側（一次側）に連結される。ＣＶＴ変速機 ４の被駆動側（二次側）は後置接続された伝達装置（図示されていない）を介し て車両の車輪に接続される。このＣＶＴ変速機は一次側と二次側にそれぞれ軸方 向にシフト可能なプーリ５および６を有している。変速比の調整のためにオイル チャンバ７，８内では相応の一次側圧力Ｐ_pないし二次側圧力Ｐ_sが形成される。 調整量の適切な選択によってこの一次側圧力Ｐ_pと二次側圧力Ｐ_sから次の２点が 保証されなければならない。 1.変速比ｉが一次側回転数Ｎ_pと二次側回転数Ｎ_sの所望の比に相応すること。 2.トルクを伝達するトルク伝達ベルト９（ないしはスチールベルト、Ｖベルトな ど）がそのスリップの回避のために十分に強くディスクに押圧されること。 前記第１のポイントは、電子制御式流体システム方式の変速比制御部又は一次 側回転数制御部によって実現される。前記第２のポイントにはベルト圧制御部１ １が用いられる。 変速比制御とベルト圧制御に対してはエンジン１及びＣＶＴ変速機４に回転数 センサ１２，１３，１４が設けられる。これらのセンサは、エンジン回転数Ｎ_m 、一次側回転数Ｎ_p、二次側回転数Ｎ_sを検出する。 比較的頻繁に用いられる図１に示されているマスタ＿スレーブ方式では、二次 側圧力Ｐ_sがベルト圧の設定に用いられ、一次側圧力Ｐ_pは変速比ないし一次側回 転数の設定に用いられる。選択的に可能なパートナー方式では、ベルト圧制御部 が一次側圧力も二次側圧力も制御する。 一般的にはこのベルト圧制御に対しては圧力量の形態の調整信号Ｐ_Bが可用で ある。このベルト圧の種々の制御方法に関しては多くの文献からも公知であるの でここでの詳細な説明は省く。 図２には符号１で車両エンジンが示されている。このエンジンはコンバータ３ とＣＶＴ４を介して車両駆動輪５に接続されている。エンジンの初期トルクｍｄ ＿ｋｕｐはエンジン制御部ないしエンジントルク調整部１１によって開ループ制 御ないし閉ループ制御される。コンバータ３のトルク増幅度ｍｕｅ＿ｗｄは、ブ ロック３１において、通常はコンバータにおけるスリップ率（これは、エンジン 回転数と一次側回転数Ｎ_pの比から形成される）から特性マップを介して算出さ れる。ブロック４１では前述した押圧力が決定される 。次に該ブロック４１で巻き付き部材の目下の作動点から、変速機の目下の最大 の伝達可能トルクｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘが算出される。 このことは例えば前述した欧州特許出願EP,A1 0 451 887明細書に記載された 方法の転化によって容易に行うことができる。この場合は所要の押圧力が目下の 変速機入力側トルクから定められる。 車両エンジン１が供給されたトルクｍｄ＿ｋｕｐを電子制御可能であるならば （例えば点火角制御又はエンジン出力電子制御、ＥガスないしＥＤＣなど）、エ ンジン制御部１１においてエンジンから供給されたトルクの絶対値が、流体コン バータ３のトルク増幅度ｍｕｅ＿ｗｄの考慮のもとで変速機からの最大の伝達可 能トルクｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘに制限可能である。 エンジン初期トルクｍｄ＿ｋｕｐの低減は、例えば周知の被駆動側スリップ制 御システム（ＡＳＲ）のようにして行うことが可能である。過度に高いドラグト ルク（例えばエンジンのオーバラン状態）の場合のエンジン初期トルクｍｄ＿ｋ ｕｐの上昇は、例えば公知のエンジンドラグトルク制御システム（ＭＳＲ）で公 知のように行ってもよい。 まずドライブトレーンに対するトルク調整器３０（図２）においてエンジン初 期トルクｍｄ＿ｋｕｐとトルク増幅度ｍｕｅ＿ｗｄから変速機入力側トルクｍｄ ＿ｇｅが以下のように算出される。 ｍｄ＿ｇｅ＝ｍｄ＿ｋｕｐ＊ｍｕｅ＿ｗｄ 変速機の制御部４１の計算ブロック３５は、そこから図３に示されているような 方法に従って押圧力ｐ＿ｓｏｌｌを確定する。これに対してはブロック３０にお いて求められた変速機入力側トルクｍｄ＿ｇｅと目下の変速比ｕが（ブロック３ ２において回転数センサ１３，１４の信号に依存して求められ）基本押圧力ｐ＿ ｇｒｕｎｄの決定のための特性マップ３５１に供給される。この基本押圧力から はユニット３５４において変速機出力側回転数Ｎｓに依存した値が（特性曲線， 遠心力補正部３５２）減じられる。ユニット３５５では変速比に依存して所期の 安全付加値（特性曲線,余裕圧力形成部３５３）が加算される。それにより設定 すべき目標押圧力ｐ＿ｓｏｌｌが得られる。 図４に示されているように、実際の押圧力ｐ＿ｉｓｔがセンサ４１によって測 定されるならば、そこから図３に示されている目標押圧力算出の転化によって変 速機最大入力側トルクｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘが算出されてもよい。これに対しては 既に前述した補正値（特性曲線、遠心力補正部３５２）と安全付加値（特性曲線 、余裕圧力形成部３５３が）加算ないしは減算される。そのようにして得られた 基本押圧力ｐ＿ｇｒｕｎｄは、目下の変速比ｕに依存して特性マップ４５５を用 いて伝達すべき変速機最大入力側トルクｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘが求められる。 ブロック３０ではこの伝達すべき変速機最大入力側トルクｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ がコンバータの目下のトルク増幅度ｍｕｅ＿ｗｄによって除算され、そこから最 大のエンジン出力側トルクが得られる。ここにおいてエンジントルク調整器１１ は、エンジン出力側トルクをこの値ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘに制限する目的を持つ 。 エンジン１におけるトルク介入制御は通常は巻き付け部材の押圧力引き上げよ りも著しく迅速に行うことができるので、この場合は変速機入力側トルクの急な 動的変動に対する安全性余裕度の導入がわずかで済む。このことは燃費向上にも 寄与する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム ルー ドイツ連邦共和国 Ｄ―74321 ビーティ ッヒハイム―ビッスィンゲン エッシェン ヴェーク ２ (72)発明者 ホルガー ヒュールザー ドイツ連邦共和国 Ｄ―70329 シュツツ トガルト ベーヒレンヴェーク 22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 自動車におけるその変速比が無段階に調節可能な変速機（４）の制御のた めの装置であって、 前記変速機は、設定可能な初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）を有する駆動ユニット （１）と共に自動車のドライブトレーンに配設されている形式のものにおいて、 変速機（４）の目下の最大の伝達可能なトルクを表す量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ ）を決定する決定手段（４１；４５）が設けられており、 さらに駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）を、決定された前記 トルク量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ）に依存して求めた限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａ ｘ）に制限する制限手段（３０,１１）が設けられていることを特徴とする、自 動車におけるＣＶＴの制御のための装置。 2. ドライブトレーンにさらにコンバータ（３）が設けられており、該コンバ ータは決定可能なトルク増幅度（ｍｕｅ＿ｗｄ）を有しており、前記限界値（ｍ ｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）の算出が、コンバータの目下のトルク増幅度（ｍｕｅ＿ｗ ｄ）に依存して行われる、請求項１記載の装置。 3. ドライブトレーンにさらにクラッチが設けられており、該クラッチは決定 可能なトルク伝達度を有しており、前記限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）の算出 が目下のトルク伝達度に依存して行われる、請求項１記載の装置。 4. 前記変速機（４）は、駆動側と被駆動側並びに、該駆動側と被駆動側の間 の機械的な作用結合を形成するための作用手段（９）を有し、該作用手段と駆動 側及び/又は被駆動側の間の押圧力を表す押圧量（ｐ＿ｓｏｌｌ；ｐ＿ｉｓｔ） を検出する検出手段（３５；４１）が設けられ、さらに前記決定手段（４１；４ ５）は、検出された押圧量（ｐ＿ｓｏｌ１；ｐ＿ｉｓｔ）から、変速機（４）の 目下の最大の伝達可能なトルクを表す量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ）が決定されるよ うに構成されている、請求項１記載の装置。 5. 前記制限手段（３０,１１）は、駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ ＿ｋｕｐ）が正の限界値（トラクショントルク制限）のみならず負の限界値（オ ーバーラントルク制限）に対しても制限可能となるように構成されている、請求 項１記載の装置。 6. 駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）の絶対値が、算出され た限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）と比較され、この限界値を上回るリアクショ ンの中で駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）が、限界値を下回る ように低減（トラクショントルク制限）または増加（オーバラントルク制限）さ れるように、前記制限手段（３０,１１）が構成されている、請求項１記載の装 置。 7. 自動車におけるその変速比が無段階に調節可能な変速機（４）の制御のた めの方法であって、 前記変速機は、設定可能な初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）を有する駆動ユニット （１）と共に自動車のドライブトレーンに配設されている形式のものにおいて、 変速機（４）の目下の最大の伝達可能なトルクを表す量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ ）を決定し、 駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）を、決定された前記トルク 量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ）に依存して求めた限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）に 制限することを特徴とする、自動車におけるＣＶＴの制御のための方法。 8. ドライブトレーンにさらにコンバータ（３）を設け、該コンバータのトル ク増幅度（ｍｕｅ＿ｗｄ）を決定し、前記限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）を、 コンバータの目下のトルク増幅度（ｍｕｅ＿ｗｄ）に依存して算出するか、又は 、 ドライブトレーンにさらにクラッチを設け、該クラッチのトルク伝達度を決定 し、前記限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）を、目下のトルク伝達度に依存して算 出する、請求項７記載の方法。 9. 前記変速機（４）は、駆動側と被駆動側並びに、該駆動側と被駆動側の間 の機械的な作用結合を形成するための作用手段（９）を有し、 前記作用手段（９）と駆動側及び／又は被駆動側との 間の押圧力を表す押圧量（ｐ＿ｓｏｌｌ；ｐ＿ｉｓｔ）を検出し、 さらにこの検出された押圧量（ｐ＿ｓｏｌｌ；ｐ＿ｉｓｔ）から、変速機（４ ）の目下の最大の伝達可能なトルクを表す量（ｍｄ＿ｇｅ＿ｍａｘ）を決定する 、請求項７記載の方法。 10．駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）の絶対値を、算出され た限界値（ｍｄ＿ｋｕｐ＿ｍａｘ）と比較し、この限界値を上回るリアクション の中で駆動ユニット（１）の初期トルク（ｍｄ＿ｋｕｐ）を、限界値を下回るよ うに低減（トラクショントルク制限）または増加（オーバラントルク制限）させ る、請求項７記載の方法。