JP2000513298A - 変速比設定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両エンジンの目標回転数が決定される、変速比が可変の車両変速機における設定のためのシステムに関する。変速機の変速比はこの目標回転数に依存して設定される。本発明によれば、少なくとも１つの、走行状況及び/又は車両状態に作用するか又はこれを表すパラメータが求められ、このパラメータに依存して車両エンジンの目標回転数の決定が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 変速比設定システム 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念による、変速比設定システムに関する。 従来技術からは、車両エンジンの所定の目標回転数を設定するための車両変速 機の変速比を取り扱う手段が公知である。例えば米国特許US 4,893,526明細書か らは、車両長手方向速度とドライバによって操作されたアクセルペダルの位置か ら目標出力トルクを検出し、さらにこの目標出力トルクと車両長手方向速度に依 存してエンジン回転数の目標値を求める手法が公知である。このエンジン回転数 に対する目標値は、連続的に設定可能な車両変速機の調整によって設定される。 さらに目標出力トルクと設定された変速比はエンジントルクの設定に用いられる 。公知文献“VDI-Zeitschrift Spezial;Antriebstechnik, No.134,March 1992,P 26-49”には、所望のエンジン回転数を車両エンジンのスロットル弁角度に依存 して求める手法が開示されている。ここでの所望のエンジン回転数は、連続調整 可能な変速機の調整によって設定される。さらにこの公知文献には、所望のエン ジン回転数が種々の走行プログラムにも依存して選択されることが記載されてい る。そのような走行プログラムは走行特性を考慮しており、この場合の走行特性 とは、ドライバの燃費重視又は出力重視の走行スタイルを表している。WO 94/22 465明細書には変速機の変速比設定方法が記載されている。この場合は連続設定 可能な変速機の変速比が次のように実行されている。すなわち変速マップの動作 点が、燃費の最適化された特性曲線と出力の最適化される特性曲線との間で受け 入れられるように実行されている。目標エンジン回転数へのアクセルペダル位置 の関与の依存性はこの従来技法では認められない。 本発明の課題は、変速比の調整によって設定されるエンジン回転数をそのつど の走行状況ないし車両状態に最適に適合化させることである。 この課題は、請求項１の特徴部分に記載の本発明によって解決される。 発明の利点 既に前述したように、本発明はその変速比が可変の車両変速機の設定のための システムに関しており、この場合は車両エンジンの目標回転数が決定される。そ してこの目標回転数に依存して変速機の変速比が設定される。本発明の核心をな しているのは次のようなことである。すなわち走行状況及び/又は車両状態に影 響を及ぼすか又は走行状況及び/又は車両状態を表している少なくとも１つのパ ラメータを求めて、このパラメータに依存して車両エンジンの目標回転数を決定 す ることである。 ドライバによって操作されるアクセルペダルの位置の他には車両長手方向速度 ないしはドライバ特性のみしか考慮されなかった前述の従来技法に比べて、本発 明によるシステムでは、車両の走行特性を目下の走行状況ないしは車両状態に最 適に適合化させることが可能である。目下の走行状況を求めることに対しては、 市内走行、渋滞時走行、スリップ傾向の強い走行（例えば氷結路ないし雪路）、 高められた負荷のもとでの走行（例えば登り坂及/又は下り坂走行）等の有無を 検出してもよい。車両状態の特徴付けに対しては、例えば車両エンジンの暖機運 転が求められてもよい。このような走行状況パラメータないし車両状態パラメー タ自体は公知である。これについては例えば公知文献“ATZ Automoblltechnisch e Zeitschrift 94(1992)9，P428-436”が参照される。 前述した目標エンジン回転数への走行状況ないし車両状態の依存性の他にもさ らにこの目標回転数を、トルク及び/又は出力要求を表すパラメータに依存させ て決定してもよい。このトルク及び/又は出力要求は、一方ではドライバーの意 志（アクセルペダルの位置）によって与えられ、及び/又は他方では付帯装置（ 例えば空調装置）のトルクないし出力需要によって影響を受ける。本発明の別の 構成では、次のことが考慮されている。すなわち目標エンジン回転数は、ドライ バ特 性にも依存させて決定されることが考慮されている。ドライバの燃費重視か又は 出力重視の走行特性を考慮するドライバ特性の決定も、それ自体は従来技法から 公知である。この本発明の変化例の核心は、次のようなことからなっている。す なわち変速機で設定される案内量として、最適なエンジン回転数が、 1. ドライバ特性（例えばスポーツ型又はエコノミー型走行特性など）、 2. 走行状況（例えば市内走行、渋滞時走行、下り坂などでの高められた負荷の もとでの走行など）、 3. 車両状態（例えば車両エンジンの暖機運転など）、 から決定されることである。 特にここではこの最適なエンジン回転数を車両長手方向速度に依存せずに決定 することが考えられている。 さらに別の実施例では、目標エンジン回転数の決定に対して第１のステップに おいて第１の目標回転数が、検出されたトルク及び/又は出力要求と、求められ たドライバ特性（エコノミータイプ又はスポーツタイプ）に依存して決定される 。さらなるステップでは、この第１の目標回転数が、走行状況に影響するパラメ ータ又は走行状況を表すパラメータに依存して変更される。さらに、そのように 求められた目標回転数を、車両状態に影響するパラメータ又は車両状態を表すパ ラ メータに依存して制限してもよい。この本発明の変化実施例の基本的な考えは、 まず最適なエンジン回転数を、ドライバ特性（燃費重視傾向か又は出力重視傾向 か）の関数として決定し、これをその後で走行状況や車両状態又は付帯装置の需 要によって変更を加えることからなる。それによって例えば下り坂走行の際のエ ンジンドラッグトルク上昇のための最適なエンジン回転数上昇が可能となる。付 加的に例えば車両エンジンの暖機中に、エンジンにおける変速機の変速比を介し て設定される最低回転数を、暖機の完了したエンジンの場合よりも高めの値にし てもよい。これに類似して例えば市内走行において、エンジン回転数を変速比に よって最大値までに制限してもよい。これにより車両騒音や車両の排ガス放出量 が低減される。さらに例えば付帯装置（例えば発電機や空調装置）によってアイ ドリング時以外で高めのエンジン回転数を要求してもよい。これは相応の変速比 によって設定可能である。 特に有利には、本発明による所定のエンジン回転数が、車両長手方向速度に比 例している目下の変速機出力回転数によって除算され、そこから最適な変速比が 決定される。 さらに本発明では、車両の種々の動作領域が考慮される。この動作領域は次の ことによって定められる。すなわち車両のエンジントラクション動作状態におい ては正の値をとることにより、またオーバラン動作状 態（エンジンブレーキ動作状態）においては負の値をとることにより定められる 。さらに各変速比には最大ないし最小トルク又は最大ないし最小出力が対応付け られる。 比較的僅かなトルク要求の伴うエンジントラクション動作状態が存在するなら ば、トルクないし出力要求は正の値で、目下の設定された変速比のもとで可能な 最大値よりも下方の値となる。このような場合には、本発明によるエンジンの所 定の目標回転数は、実質的に一定に維持され、トルクないし出力要求は実質的に エンジントルクの変更によって実行される。 比較的高いトルク要求の伴うエンジントラクション動作状態が存在するならば 、トルクないし出力要求は正の値で、目下の設定された変速比のもとで可能な最 大値よりも上方の値となる。この場合には、変速比は高められ、これに対してエ ンジントルクは実質的に最大値に設定される。 比較的僅かなトルク要求の伴うエンジンオーバーラン動作状態が存在するなら ば、このことは、トルクないし出力要求が負の値で、目下の設定された変速比の もとで最小の値よりも上方にある値となることを意味する。このような場合には 、本発明による所定のエンジン回転数は実質的に一定であり、トルクないし出力 要求の変更は、実質的にエンジントルクの変更によって実行される。 比較的高い負のトルク要求を伴ったエンジンオーバーラン動作状態が存在する ならば、トルクないし出力要求は負の値で、目下の設定された変速比のもとで可 能な最小値よりも下方の値となる。このような場合には、変速比は最小限許容さ れる変速比の方向に設定される。 種々異なる動作状態に基づいて表れるドライブトレーンストラテジの内容は、 本発明によるエンジン回転数が実質的に一定に維持されることを含んでいる。こ の場合、ドライバ及び/又は付加装置からのトルクないし出力要求が絶対的に必 要とされる場合だけはこの一定維持からはずれる。 前述した、目標エンジン回転数を実質的に一定に維持するという使用形態には 、本発明によれば、トルクないし出力要求の変更が求められている場合には短時 間のこの目標回転数からの逸脱も含まれている。しかしながら中期ないし長期的 には、このことは最小ないし最大限界内で可能である限り、目標エンジン回転数 は本発明により最適な値に維持され続ける。 連続的にその変速比に調節可能な変速機を利用する他に、非連続的な変速段を 有している変速機が設けられてもよい。しかしながらこれまでに既述した本発明 によるシステムでは、連続的に経過する目標変速比が供給される。それ故に有段 変速機の場合には、本発明によれば、有段変速機において変速段に変速領域が対 応付けられる。変速段の設定に対しては、変速領域のどれに、設定すべき変速比 が存在しているかということが検出され、この検出された変速領域に依存して変 速段が設定される。 特に有利には、この変速領域に選択可能な変速幅を持たせ、この変速幅は、検 出されたドライバ特性及び/又は目下の走行状況及び/又は車両状態に依存して選 択される。 本発明のさらに別の有利な構成例は従属請求項に記載される。 図面 図１は本発明によるシステムを全体的に示した図である。図２〜図５は、個々 のブロック毎の機能を説明するための図であり、詳細には、図２はブロック回路 図、図３はエンジン特性マップ、図４はフローチャート、図５のａ〜ｄは、特性 経過図である。 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には符号１０１で、事前駆動出力ないし事前駆動トルクに対する目標値Ｐ_soll ないしＭ_sollを算出するブロックが示されている。この目標値は、公知の手 法で実質的に直接か又は間接的に（例えば特性マップないしはアルゴリズムを用 いて）、ドライバによって操作されたアクセルダペダルの位置から求められる。 図には選択的な手段としてブロック１０２と１０３に走 行速度制御器と駆動スリップ制御システム（トラクションコントロールシステム ）が示されている。これらのシステムは、所定の車両長手方向速度の設定のため に、ないしは過度な駆動スリップの回避のために、ドライバによって設定された 目標値を場合によっては変更する。この変更は調整器１０４において実施される 。この調整器１０４の出力側からは、駆動トルクに対する目標値Ｍ_ab,sollが送 出される。最も簡単には、ドライバによりアクセルペダルを介して目標駆動トル クＭ_ab,sollが与えられる。 この駆動トルクに対する目標値は、ブロック１１０においてエンジントルク目 標値Ｍ_ab,sollに処理され、エンジン１１１において公知の手法で設定される。 ブロック１０９では以下でさらに説明する目標変速比ｕ_sollが特に所望の目標駆 動トルクＭ_ab,sollに依存して決定される。この相応の目標変速比ｕ_sollは、変 速機ないし変速機制御回路１１２に直接か又は間接的に（ブロック１０８）設定 のために供給される。ブロック１０８では、連続的に可変の変速機の場合にはフ ィルタリングが行われ、有段自動変速機の場合にはさらに以下で説明する目標変 速比ｕ_sollの離散化が行われる。 ブロック１０５では、本発明の核心としての最適なエンジン回転数Ｎ_mot,opt が以下に説明するやり方で決定される。ブロック１０７ではこの値が駆動回転数 （回転数センサ１０６）で除算され、最適な変速比ｕ_optに処理され、前述した ユニット１０９に供給される。 図２には、図１のブロック１０５の正確な機能が示されている。これに対して ブロック１０５５では、ブロック１０５１にて検出されたドライバタイプと、場 合によっては選択的にドライバから与えられた事前駆動要求Ｐ_sollないしＭ_soll （ブロック１０１）に依存して、私的なエンジン回転数Ｎ_mot,opt,FTが形成され る。既に前述したように、ドライバタイプないしドライバ特性を表す値ＦＴは、 ブロック１０５１において公知の手法で形成される。これに対しては、特にドラ イバによって操作されるアクセルペダルの位置や時間特性が評価される。次にブ ロック１０５５の伝達特性を図３に基づいて説明する。 図３には、車両エンジンＭ_motの回転トルクがエンジン回転数Ｎ_motに亘ってプ ロットされている。ここでのパラメータは固有の燃料消費である。波線で示され 得いる双曲線は一定の出力を表している。符号Ｅで示されている特性曲線は、燃 費重視傾向のドライバに対する最適なエンジン回転数を示し、符号ＸＳで示され ている特性曲線は、出力重視傾向のドライバに対する最適なエンジン回転数を燃 費考慮のもとで示している。燃費重視傾向のドライバタイプに対する特性曲線は 、最小燃費点（１００％）を通って経過している。図３ 中の符号Ｍは、そのつどのエンジン回転数のもとで達成可能な最大回転トルクを 表している。 類似のようにこのドライバタイプに対する最適なエンジン回転数は、排ガス放 出の考慮のもとで得られる。適切な重み付けによって、エコノミー派、すなわち 燃費重視型のドライバタイプや、スポーツ派、すなわち出力重視型のドライバタ イプに対する総体的に最適なエンジン回転数が得られる。これらの両タイプの間 のドライバタイプに対しては、最適なエンジン回転数は、特性経過曲線ＥとＸＳ によって与えられる値間の補間によって形成される。 有段自動変速機の従来の変速機制御システムにおける変速特性曲内にあるいは 無断変速機ＣＶＴのもとでの調節特性マップ内に適用パラメータとして隠れてい るドライバ特性の関数としての最適なエンジン回転数は、本発明によれば、相応 のエンジン特性マップ（パラメータとして燃料消費及び/又は排ガス特性を伴っ た回転数に亘って示されるエンジン回転トルク）から直接得ることができ、その ため適用パラメータはもはや示されない。これに対しては図３に示されているよ うに、このエンジン特性マップには一定の出力を表す放物曲線ａがプロットされ ている。ここにおいて、各出力要求毎に、この出力要求を満たしつつ、燃料消費 が最小であるエンジン回転数や、排気ガスが最小のエンジン回転数が読み取られ る。ただここにおいては、 燃料消費と排ガス放出の両方に対して共通の最適条件を見つけ出すことが課題と して残るのみである。１つの最適化ストラテジを決定するならば、燃費重視型の ドライバタイプに対しては直接最適回転数をあげることが可能である。この手法 によれば、燃費重視型ドライバタイプに対し最適なエンジン回転数を出力要求の 関数として示す特性曲線Ｅが得られる。類似した手法で、出力重視型ドライバタ イプに対してはエンジン特性マップから各出力要求毎に１つの回転数が読み出さ れる。この回転数のもとでは（排ガス値の考慮下で）ドライバは最大のトルク余 裕度を有している。これは燃費重視型ドライバタイプに対する最適エンジン回転 数（特性曲線ＸＳ）である。 ここにおいて、前記図３に基づいて説明したように、ドライバタイプと事前駆 動要求の考慮下で最適なエンジン回転数Ｎ_mot,opt,FTがブロック１０５５にて検 出されたならば、このエンジン回転数がブロック１０５６において走行状況に依 存して変更される。この場合この走行状況は、ブロック１０５２のおいてそれ自 体公知の手法で求められる。ブロック１０５７では、ブロック１０５６において 変更された回転数信号が制限され得る。特に、この制限は、ブロック１０５３に おいてそれ自体公知の手法で求められた車両状態（信号ＦＺ）と、ブロック１０ ５４において求められた付加装置のトルクないし出力要求（信号Ｐ_NA）に依存し て行われる。そのようにして求められる最適なエンジン回転数Ｎ_mot,optは、既 に既述のブロック１０７に供給される。ブロック１０５の基本的な考えは、すな わちまず最適なエンジン回転数をドライバ特性の関数として検出し、これを走行 状況、車両状態又は付加装置からのトルク要求によって変更を加えることである 。それにより例えば下り坂走行の際にドラッグモーメント引き上げのためのさら に高いエンジン回転数への最適化がなされ得る。さらに例えば車両エンジンの暖 機運転中には、エンジンにおいて変速比を介して設定される最低回転数が、暖機 完了後のエンジンの場合よりも高い値に設定され得る。同じように、例えば市内 走行においてエンジン回転数を変速比によって最大値までに制限することも可能 である。これにより騒音や排ガス放出が低減される。さらに例えば発電機や空調 装置などの付加装置にアイドリング以外でも高めのエンジン回転数を結び付けて もよい。これも相応の変速比によって設定可能である。 次に図１のブロック１０９の機能を図４に示されているフローチャートに基づ いて詳細に説明する。このブロック１０９では最適な変速比ｕ_optから目標変速 比ｕ_sollが検出される。これに対する作用量は、以下の通りである。 1. トルク提供回路(ブロック１０１〜調整器１０４)によって要求される変速機 出力側Ｍ_ab.sollにおける 駆動トルク 2. 実際のエンジン回転数のもとで可能なエンジン出力トルクの間隔（Ｍ_E,max, Ｍ_E,min） 3. 目下の変速比と変速機効率から算出された変速機における実際のトルク増幅 率 4. 場合によって存在するトルクコンバータの実際のトルク増幅率 ブロック１０９はこの場合特に次のように機能する、すなわち、要求された駆 動トルクＭ_ab,sollが実際の変速比ｕ_istで達成できる限り、最適な変速比ｕ_opt が目標変速比ｕ_sollとして要求される。別の場合では、例えば、要求された駆動 トルクと最大限可能な変速機入力側トルクの比が、目標変速比として要求されて もよい。このことは以下の明細書で図４に基づいて説明する。 スタートステップ４０１の後のステップ４０２では、後続のステップに必要な 種々の値が読み取られる。ステップ４０３では、目下のトルク要求Ｍ_ab,sollの 値が正であるのか負であるのかが問われる。目下の要求が正である、すなわち車 両がトラクション動作状態にある場合には、ステップ４０５においてこの目標ト ルクＭ_ab,sollが最大限町能な値Ｍ_ab,max以下であるか否かが問い合わせされる 。この最大駆動トルクＭ_ab,max自体は実際に設定された変速比ｕ_istに依存する 。目下の要求が最大限可能な値以上でない場合には、目下 の動作条件は、比較的僅かなトルク要求を伴ったトラクション動作状態である。 この場合はブロック４０８においてさらに以下で説明する手法で目標変速比ｕ_{so ll} と設定すべき変速機入力側トルクＭ_E,sollが形成される。 ステップ４０５においてトルク要求Ｍ_ab,sollが最大限可能な値Ｍ_ab,max以上 である場合には、これは比較的高めのトルク要求を伴うトラクション動作状態で ある。この場合にはさらに以下で説明するような手法でブロック４０９において 相応の変速機目標変速比と相応の変速機入力側トルクが設定される。 前記ステップ４０３において車両がオーバーラン動作状態にあることが検出さ れた場合には、ステップ４０４において、要求されているトルクＭ_ab,sollが最 小限可能なトルクＭ_ab,min以下であるか否かが検出される。この最小トルク自体 も目下設定されている変速比に依存している。駆動トルクに対する目標値が最小 値を超えている場合には、ブロック４０７においてさらに以下で説明するような 手法で変速比と変速機入力側トルクが設定される。この場合には、比較的僅かな 負のトルク要求を伴ったオーバーラン動作状態が存在する。いずれにせよブロッ ク４０４において、比較的高い負のトルク要求を伴ったオーバラン動作状態が存 在することが検出された場合には、以下でさらに説明するブロック４０６におい て変速比と変速機入力側トル クが相応の手法で設定される。終了ステップ４１０の後では図４に示されている フローチャートが新たに開始される。 以下ではブロック４０６，４０７，４０８，４０９で表されている実行経過を 説明する。これについて示されている４つのケースを含んだ方程式が、種々の基 準に従って最適化されたエンジン回転数のように、要求された駆動トルクの考慮 下で変速比の選択によって設定されている。これらの方程式は、トルクコンバー タなしでの動作の場合と、あるいは完全に接続されたコンバータロックアップク ラッチによる動作の場合に関連している。解離しているか又はスリップの伴って いるコンバータクラッチのもとでは、変速比の他にもさらにコンバータにおける トルク増幅率が周知の手法で考慮される。第１のケース：僅かな負荷を伴うトラクション動作状態（ブロック４０８） この場合は以下の条件が有効である。 ０＜Ｍ_ab,soll≦Ｍ_ab,max これは、通常の走行動作中に最も頻繁に生じるケースである。ドライバは一定の （正の）駆動トルクを要求し、但しこれは変速機ロスの考慮下での実際の変速比 と乗算された、実際のエンジン回転数のもとで最大限可能なトルクよりは少ない 。変速機目標変速比ｕ_sollと変速機入力側目標トルクＭ_E,sollは、この場合以下 のように選択される。 ｕ_soll：＝ｕ_opt Ｍ_E,soll：＝(Ｍ_ab,soll/ｕ_ist)＋ＭＧＲ 変速機は長期的に、所期の基準に従って最適化された変速比ｕ_optを設定し、エ ンジンは所望の駆動トルクを供給する。この場合変速比の実際値ｕ_istと変速機 内の摩擦損失ＭＧＲが考慮される。これらのｕ_istとＭＧＲの代わりに、変速機 の実際のトルク増幅率μ_istが考慮されてもよい。これは変速比実際値ｕ_istと実 際の変速機効率との積から算出される。 目下のケースにおいて、要求される駆動トルクＭ_ab,sollの僅かな変化は、実 質的に保持されている変速比のもとでの目標変速機入力側トルクＭ_E.sollの変化 を引き起こす。 ｕ_sollとｕ_optの間の偏差は、以下で説明される３つのさらなるケースでの移 行の際に発生する。４つのケースの間の移行の際か又はケース２及び４における Ｍ_ab,sollの迅速な変化の際のｕ_sollの迅速な変化は、ブロック１０８において 適切な手法でフィルタリングされ制限される。 これに対しては例えばブロック１０８において、実際に設定すべき変速比が以 下の式に従って選択される。 Ｉ:=[ｕ_soll＊ＨｄＭ_max]+[ｕ_ist＊（１−ＨｄＭ_max)] 付加的な項ｕ_ist＊(１−ＨｄＭ_max)は、この場合、最 適な変速比ｕ_optへの前記値ｕ_sollとｕ_istの漸近線的修正を考慮するものである 。この最適な変速比への修正はこの場合目下供給されている変速機入力側トルク が厚ければ厚いほどより迅速に行われる。そこにおいては実際の回転数のもとで 最大のエンジントルクが存在する。 ブロック４０８では定常的動作中のトルク要求がスロットル弁を介してのみ（ ガソリンエンジン）ないしは燃料噴射量（ディーゼルエンジン）を介してのみ満 たされる。第２のケース：比較的高いトルク要求の伴うトラクション動作状態（ブロック４ ０９） この場合は以下の条件式が有効である Ｍ_ab,soll＞Ｍ_ab,max＞０ これは、車両エンジンの全負荷のケースである。このケースではエンジンが既に 実際の回転数のもとで最大のトルクを供給している。それによって比較的高い駆 動トルク要求は、変速比調整によってのみ得ることができる。その際変速比は、 次のように選択される。すなわち要求された駆動トルクが、エンジンを過回転さ せることなく準備できるように選択される。このことは、場合によっては要求さ れた駆動トルクが実現できないことも意味している。詳細には、変速機入力側ト ルクと変速比に対して以下の値が選択される。： Ｍ_E,soll：＝Ｍ_E,max(Ｎ_mot,ist) ｕ_soll::min[(Ｍ_ab,soll+ＭＧＲ)/Ｍ_E,soll;ｕ_max] この場合トルク要求は変速比の引き上げによってのみ満たされる。第３のケース：比較的僅かな負のトルク要求を伴うオーバラン動作状態（ブロッ ク４０７） このケースは以下の式によって特徴付けられる。 ０＞Ｍ_ab,soll＞Ｍ_ab,min この場合は負の駆動トルクが要求されるが、エンジンドラッグトルクは部分的に のみ有効利用されるべきである。このケースも第１のケースと類似のように処理 される。そして再び最適な変速比と、要求駆動トルクに必要な変速機入力側トル クが設定される。 ｕ_soll:＝ｕ_opt Ｍ_E,soll：＝(Ｍ_ab,soll/ｕ_ist)＋ＭＧＲ このケースではエンジンブレーキが部分的にのみ作用されるべきである。ここで もブロック１０８において設定すべき変速比が以下のように選択される。 Ｉ：＝[ｕ_soll＊Ｈｄ Ｍ_min]+[ｕ_ist＊(1−Ｈｄ Ｍ_min)]第４のケース：比較的高い負のトルク要求を伴うオーバラン動作状態（ブロック ４０６） このケースでは以下の式が成り立つ。 Ｍ_ab,soll≦Ｍ_ab,min＜０ この場合は要求された（負の）駆動トルクの絶対値が、実際の回転数のもとでの エンジンドラッグトルクよりも大きい。このトルク要求を実現するために、変速 機は最大限可能な変速比に調整される。 ｕ_soll:＝min[(Ｍ_ab,soll+ＭＧＲ)/Ｍ_E.soll;ｕ_max] Ｍ_E,soll:＝Ｍ_E,min(Ｎ_mot,ist) この場合エンジンブレーキは完全に作用されるべきである。 ブロック１０９において形成された目標変速比ｕ_sollは、ブロック１０９にお いて連続的に調節可能な変速機の場合、それ自体公知の手法で時間フィルタリン グされる。それにより、不快に迅速な変速比制御は行われない。そのようにフィ ルタリングされた信号に依存して連続的に可変の変速機１１２は制御される。 変速機１１２がいずれにせよ有段変速機であるならば、連続的な変速比設定ｕ_soll は離散的な変速段にマッピングされなければならない。これに対しては図５ のａ〜ｄに示されているように各変速段毎に変速比インターバルＩ_iが形成され る。この変速比インターバルの幅は例えば以下の条件に依存させてもよい。 1.ドライバ特性（例えば走行特性がスポーツ派かエコノミー派か） 2.走行状況（例えば市内走行、渋滞時走行、比較的高い負荷のもとでの走行（山 間路走行）など） 3.車両状態（例えば暖機運転など） 図５ａには、通常の走行特性において、離散的変速段（１〜５）に対するその ような連続的変速比設定ｕ_sollのマッピングの例が示されている。図５ｂには、 非 常にエコノミー的なドライバタイプに対して変更されたマッピング特性が示され ている。それに対して図５ｃには、出力重視型へ適合化されている例が示されて いる。図５ｄには、比較的高められた負荷のもとでの走行動作に対するマッピン グが示されている（例えば上り坂走行）。 図５ａ〜ｄに示された変速比間隔は、連続的な変速比設定の全ての領域をカバ ーしている。この場合それらは通常はヒステリシスを可能にするために重なって いる。この連続的な変速比設定ｕ_sollが、実際に投入されている離散的変速段ｉ の変速インターバルＩ_iの境界を越えた場合には、シフトアップ又はシフトダウ ンが要求される。 既に前述したように、ブロック１１０ないし１１１における目標変速比の算出 と並行して車両エンジンの目標出力側トルクＭ_mot,sollも算出される。これに対 する基準は、変速機と場合によっては存在するトルクコンバータの実際の回転ト ルク増幅率である。この変速機の回転トルク増幅率とは、変速機の変速比（これ は目標変速比から偏差し得る）と変速機効率の積である。目標エンジン出力側ト ルクの算出は例えば次のように行われてもよい。すなわちこれに対し、変速機出 力側におけるトルク要求と、変速機及びコンバータのトルク増幅率の積との商を 取るようにして行われてもよい。場合によっては、この目標エンジン出力側トル クは、さらに目下のエンジンが出力し得る最大出力側トルクに制限可能であって もよい。 これまでのことを間単にまとめれば本発明では、図１に基づいて調整されるド ライブトレーン制御、すなわち車両のエンジン１１１と変速機１１２の共通の制 御がとりおこなわれている。これに対しては目標エンジン出力側トルクＭ_{mot,so ll} と、目標変速比ｕ_sollが決定される。これらはエンジンないし変速機によって 設定されるべきものである。目標変速比ｕ_sollは、最適なエンジン回転数Ｎ_{mot, opt} から決定される。これはドライバ特性と、走行状況と車両状況に依存する。 省略符号の説明： Ｎ_ab: 変速機出力回転数 Ｎ_mot: エンジン回転数＝Ｎ_ab＊ｕ_ist Ｎ_mot,ist: 実際のエンジン回転数 Ｎ_mot,min: エンジン許容最小回転数 Ｎ_mot,max: エンジン許容最大回転数 Ｎ_mot,opt: 基準（燃費、出力）に従った最適なエンジン回転数 ｕ_ist: 実際の変速比 ｕ_soll: 要求されている変速比、これはＣＶＴの場合にはさらにフィルタ リングが必要とされ、有段変速機の場合には可能な変速比へのマッピングが必要 である。 ｕ_OD: 変速機の最小変速比 ｕ_low: 変速機の最大変速比 ｕ_min: 許容最小変速比 =max[Ｎ_mot,min/Ｎ_ab;ｕ_OD] ｕ_max: 許容最大変速比 =min[Ｎ_mot,max/Ｎ_ab;ｕ_low] ｕ_opt: 最適な変速化 =min[Ｎ_mot,opt/Ｎ_ab;ｕ_low] Ｍ_E,ist 実際の変速機入力側トルク Ｍ_E,soll 実際の変速比と共に要求される変速機入力側トルク Ｍ_E,max 実際のエンジン回転数Ｎ_motのもとで最大限可能な変速機入力側 トルク（例えばスロットル弁の全開放） Ｍ_E,max 実際のエンジン回転数Ｎ_motのもとで最小限可能な変速機入力側 トルク（例えば最小燃料噴射量（ディーゼルエンジン）） 付加条件：Ｍ_E,min(Ｎ_mot,ist)＜０ ＭＧＲ： 変速機における摩擦トルク 付加条件：ＭＧＲ＞０ Ｍ_ab,ist： 実際の駆動トルク ＝(Ｍ_E,ist＊ｕ_ist)−ＭＧＲ Ｍ_ab,soll: トルク供給手段（例えば走行ペダル）から要求された駆動トル ク Ｍ_ab,max: 実際の変速比のもとでの最大駆動トルク ＝[Ｍ_E,max(Ｎ_mot,ist)＊ｕ_ist]-MGR Ｍ_ab,min: 実際の変速比のもとでの最小駆動トルク =[Ｍ_E,min(Ｎ_mot,ist)＊ｕ_ist]-MGR＜０ Ｈｄ Ｍ_max: 最大トルクに対する相対的差分 ＝(Ｍ_ab,max−Ｍ_ab,soll)/Ｍ_ab,max Ｈｄ M_mix: 最小トルクに対する相対的差分 ＝(Ｍ_ab,min−Ｍ_ab,soll)/Ｍ_ab,min μ_ist: 変速機における実際の回転トルク増幅率 ＝ｕ_ist＊η_ist η_ist: 実際の変速機効率

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月６日（１９９８．４．６） 【補正内容】 ＷＯ−９３／００５３５ Ａには、車両エンジンの目標回転数が算出され、こ の算出された車両エンジン目標回転数に依存して変速機の変速比が設定される変 速機制御が開示されている。これに対しては、走行状況及び/又は車両状態に作 用するか又はこれを表す第１のパラメータと、トルク要求及び/又は出力要求及 び/又はドライバ特性に作用するか又はこれを表すさらなるパラメータが求めら れている。 本発明の課題は、変速比の調整によって設定されるエンジン回転数をそのつど の走行状況ないし車両状態に最適に適合化させることである。 この課題は、請求項１の特徴部分に記載の本発明によって解決される。 発明の利点 既に前述したように、本発明はその変速比が可変の車両変速機の設定のための システムに関しており、この場合は車両エンジンの目標回転数が決定される。そ してこの目標回転数に依存して変速機の変速比が設定される。これに対しては、 走行状況及び/又は車両状態に作用するか又はこれを表している少なくとも１つ のパラメータを求めて、このパラメータに依存して車両エンジンの目標回転数の 決定を実行することである。 このような目標エンジン回転数への走行状況ないし車両状態の依存性の他にも さらにこの目標回転数が、 トルク及び/又は出力要求を表すパラメータに依存して決定される。このトルク 及び/又は出力要求は、一方ではドライバーの意志（アクセルペダルの位置）に よって与えられ、及び/又は他方では付帯装置（例えば空調装置）のトルクない し出力需要によって影響を受ける。本発明の構成では、次のことが考慮されてい る。すなわち目標エンジン回転数は、ドライバ特性にも依存させて決定されるこ とが考慮されている。ドライバの燃費重視か又は出力重視の走行特性を考慮する ドライバ特性の決定も、それ自体は従来技法から公知である。この本発明の変化 例の核心は、次のようなことからなっている。すなわち変速機で設定される案内 量として、最適なエンジン回転数が、 1. ドライバ特性（例えばスポーツ型又はエコノミー型走行特性など）、 2. 走行状況（例えば市内走行、渋滞時走行、下り坂などでの高められた負荷の もとでの走行など）、 3. 車両状態（例えば車両エンジンの暖機運転など）、 から決定されることである。 特にここではこの最適なエンジン回転数を車両長手方向速度に依存せずに決定 することが考えられている。 それに対して本発明異よれば、目標エンジン回転数の決定に対して第１のステ ップにおいて第１の目標回 転数が、検出されたトルク及び/又は出力要求と、求められたドライバ特性（エ コノミータイプ又はスポーツタイプ）に依存して決定される。さらなるステップ では、この第１の目標回転数が、走行状況に影響するパラメータ又は走行状況を 表すパラメータに依存して変更される。さらに、そのように求められた目標回転 数を、車両状態に影響するパラメータ又は車両状態を表すパラメータに依存して 制限される。本発明の基本的な考えは、まず最適なエンジン回転数を、ドライバ 特性（燃費重視傾向か又は出力重視傾向か）の関数として決定し、これをその後 で走行状況や車両状態又は付帯装置の需要によって変更を加えることからなる。 それによって例えば下り坂走行の際のエンジンドラッグトルク上昇のための最適 なエンジン回転数上昇が可能となる。付加的に例えば車両エンジンの暖機中に、 エンジンにおける変速機の変速比を介して設定される最低回転数を、暖機の完了 したエンジンの場合よりも高めの値にしてもよい。これに類似して例えば市内走 行において、エンジン回転数を変速比によって最大値までに制限してもよい。こ れにより車両騒音や車両の排ガス放出量が低減される。さらに例えば付帯装置（ 例えば発電機や空調装置）によってアイドリング時以外で高めのエンジン回転数 を要求してもよい。これは相応の変速比によって設定可能である。 本発明のシステムによれば、車両の走行特性を目下 の走行状況ないしは車両状態に最適に適合化させることが可能である。目下の走 行状況を求めることに対しては、市内走行、渋滞時走行、スリップ傾向の強い走 行（例えば氷雪路）、高められた負荷のもとでの走行（例えば登り坂及び/又は 下り坂走行）等の有無を検出してもよい。車両状態の特徴付けに対しては、例え ば車両エンジンの暖機運転が求められてもよい。このような走行状況パラメータ ないし車両状態パラメータ自体は公知である。これについては例えば公知文献“ ATZ Automobiltechnische Zeitschrift94(1992)9,P428-436”が参照される。 請求の範囲 1. 変速比が可変の車両変速機（１１２）における設定のためのシステムであ って、 車両エンジン（１１１）の目標回転数（Ｎ_mot,opt）が決定され、この決定さ れた車両エンジン目標回転数（Ｎ_mot,opt）に依存して、変速機（１１２）の変 速比（ｕ_soll）が設定され、 走行状況及び/又は車両状態に作用するか又はこれらを表す少なくとも１つの 第１のパラメータ（ＦＳ、ＦＺ）が求められ、 トルク要求及び/又は出力要求に作用するか又はこれを表している、及び/又は ドライバ特性に作用するかこれを表している、少なくとも１つのさらなるパラメ ータ（Ｍ_soll,Ｐ_soll,ＦＴ）が求められる形式のものにおいて、 車両エンジン（１１１）の目標回転数（Ｎ_mot,opt）の決定に対して、第１の ステップ（１０５５）にて第１の目標回転数（Ｎ_mot,opt,FT）を、求められたさ らなるパラメータ（ＦＴ）に依存して決定し、この第１の目標回転数（Ｎ_{mot,op t,FT} ）を、さらなるステップ（１０５６）において、走行状況に作用するか又は これを表すパラメータ（ＦＳ）に依存して変更し、及び/又はさらなる別のステ ップ（１０５７）にお いて、車両状態に作用するか又はこれを表すパラメータ（ＦＺ）に依存して制限 する、ことを特徴とするシステム。 2. 走行状況に作用するか又はこれを表しているパラメータ（ＦＳ）として、 市内走行、渋滞時走行、比較的高いスリップの伴う走行（例えば氷雪路）、比較 的高い付加のもとでの走行動作（例えば上り坂走行）、及び/又は下り坂走行の 有無を求め、及び/又は、車両状態に作用するか又はこれを表すパラメータ（Ｆ Ｚ）として、車両エンジン（１１１）の暖機運転の有無を求める、請求項１記載 のシステム。 3. 前記トルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_soll,Ｐ_soll）の算出を、ドライバ によって操作可能なアクセルペダル（１０１）の位置に依存して、及び/又は車 両エンジンから駆動される少なくとも１つの付加装置（発電機、空調コンプレッ サ）の検出された動作状態（Ｐ_NA）に依存ざせる、請求項１記載のシステム。 4. 変速機（１１２）の目下の出力回転数を表す出力回転数（Ｎ_ab）を検出し 、車両エンジン（１１１）の所定の目標回転数（Ｎ_mot,opt）と検出された出力 回転数（Ｎ_ab）から目標変速比（ｕ_opt）を求める、請求項１記載のシステム。 5. 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速 比（ｕ_ist）のもとで最 大限可能なトルク（Ｍ_ab,max）の下方か、又は目下の変速比のもとで最大限可能 な出力の下方に存在する動作領域（比較的僅かなトルク要求を伴ったトラクショ ン動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を、エンジンの所定の目標回転数（Ｎ_mot、opt ）が実質的に一定に維持されかつトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_{ab、s oll} ）の変更が実質的にエンジントルク（Ｍ_E,soll）の変更によって実行される ように設定し、及び/又は、 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最大限可能なトルクの上方か、又は目下の変速比のもとで最大 限可能な出力（Ｍ_ab,max）の上方に存在する動作領域（比較的高めのトルク要求 を伴ったトラクション動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を高め、それに対 してエンジントルク（Ｍ_E.soll）を実質的に最大限可能な値（Ｍ_ab,max）に設定 し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なトルク（Ｍ_ab、min）の上方か、又は目下の変速比 のもとで最小限可能な出力の上方に存在する動作領域（比較的僅かな負のトルク 要求を伴ったオーバラン動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を、エンジンの 所定の目標回転数（Ｎ_mot,opt）が実質的に一定に維持されかつトルク要求及び/ 又は出力要求（Ｍ_ab、soll ）の変更が実質的にエンジントルク（Ｍ_E、soll）の変更によって実行さ れるように設定し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なエンジントルク（Ｍ_ab,min）の下方か、又は目下 の変速比のもとで最小限可能な出力の下方に存在する動作領域（比較的高い負の トルク要求を伴ったオーバラン動作状態）において、変速機の変速比（ｕ_soll） を、最小許容変速比の方向で設定する、請求項４記載のシステム。 6. 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速 比（ｕ_ist）のもとで最大限可能なトルク（Ｍ_ab,max）の下方か、又は目下の変 速比のもとで最大限可能な出力の下方に存在する動作領域（比較的僅かなトルク 要求を伴ったトラクション動作状態）において、変速機の変速比の設定（ｕ_soll ）を、求められた目標変速比（ｕ_opt）に依存して実行し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なエンジントルク（Ｍ_ab,min）の上方か、又は目下 の変速比のもとで最小限可能なエンジン出力の上方に存在する動作領域（比較的 僅かな負のトルク要求を伴ったオーバラン動作状態）において、変速機の変 速比の設定（ｕ_soll）を、求められた目標変速比（ｕ_optに依存して実行する、 請求項４記載のシステム。 7. 前記変速機（１１２）は、離散的な変速段（Ｇ_i）を有し、該離散的変速 段には変速領域（Ｉ_i）が対応付けられており、この場合前記変速領域（Ｉ_i）の どれに、設定すべき変速比（ｕ_soll）が存在しているかが検出され、この検出さ れた変速領域（Ｉ_i）に依存して変速段（Ｇ_i）が設定される、請求項１記載のシ ステム。 8. 前記変速領域（Ｉ_i）は、選択可能な変速幅を有し、該変速幅は、求めら れた前記第１のパラメータ（ＦＺ、ＦＳ）に依存して、及び/又はドライバ特性 を表すさらなるパラメータ（ＦＴ）に依存して選択される、請求項７記載のシス テム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 59:42 59:66

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 変速比が可変の車両変速機（１１２）における設定のためのシステムであ って、 車両エンジン（１１１）の目標回転数（Ｎ_mot,opt）が決定され、この決定さ れた車両エンジン目標回転数（Ｎ_mot,opt）に依存して、変速機（１１２）の変 速比（ｕ_soll）が設定される形式のものにおいて、 走行状況及び/又は車両状態に作用するか又はこれらを表す少なくとも１つの 第１のパラメータ（ＦＳ、ＦＺ）が求められ、車両エンジンの目標回転数（Ｎ_{mo t,opt} ）の決定を、求められた前記パラメータ（ＦＳ、ＦＺ）に依存して実行す ることを特徴とするシステム。 2. 少なくとも１つの、トルク要求及び/又は出力要求に作用するか又はこれ を表している、及び/又は少なくとも１つのドライパ特性に作用するかこれを表 している、さらなるパラメータ（Ｍ_soll,Ｐ_soll,ＦＴ）を求め、目標回転数（Ｎ_mot,opt ）の決定を、さらに前記の求められたさらなるパラメータに依存させて 実行する、請求項１記載のシステム。 3. 走行状況に作用するか又はこれを表しているパラメータ（ＦＳ）として、 市内走行、渋滞時走行、比較的高いスリップの伴う走行（例えば氷雪路）、比較 的高い付加のもとでの走行動作（例えば上り坂走行） 、及び/又は下り坂走行の有無を求め、及び/又は、車両状態に作用するか又はこ れを表すパラメータ（ＦＺ）として、車両エンジン（１１１）の暖機運転の有無 を求める、請求項１記載のシステム。 4. 前記トルク要求及び/又は出力要求(Ｍ_soll,Ｐ_soll）の算出を、ドライバ によって操作可能なアクセルペダル（１０１）の位置に依存して、及び/又は車 両エンジンから駆動される少なくとも１つの付加装置（発電機、空調コンプレッ サ）の検出された動作状態（Ｐ_NA）に依存させる、請求項１記載のシステム。 5. 車両エンジン（１１１）の目標回転数（Ｎ_mot,opt）の決定に対して、第 １のステップ（１０５５）にて第１の目標回転数（Ｎ_mot,opt,FT）を、求められ たさらなるパラメータ（ＦＴ）に依存して決定し、この第１の目標回転数（Ｎ_{mo t,opt,FT} ）を、さらなるステップ（１０５６）において、走行状況に作用するか 又はこれを表すパラメータ（ＦＳ）に依存して変更し、及び/又はさらなる別の ステップ（１０５７）において、車両状態に作用するか又はこれを表すパラメー タ（ＦＺ）に依存して制限する、請求項２記載のシステム。 6. 変速機（１１２）の目下の出力回転数を表す出力回転数（Ｎ_ab）を検出し 、車両エンジン（１１１）の所定の目標回転数（Ｎ_mot,opt）と検出された出力 回転数（Ｎ_ab）から目標変速比（ｕ_opt）を求める、請求 項１記載のシステム。 7. 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速 比（ｕ_ist）のもとで最大限可能なトルク（Ｍ_ab,max）の下方か、又は目下の変 速比のもとで最大限可能な出力の下方に存在する動作領域（比較的僅かなトルク 要求を伴ったトラクション動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を、エンジン の所定の目標回転数（Ｎ_mot,opt）が実質的に一定に維持されかつトルク要求及 び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）の変更が実質的にエンジントルク（Ｍ_E,soll）の 変更によって実行されるように設定し、及び/又は、 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最大限可能なトルクの上方か、又は目下の変速比のもとで最大 限可能な出力（Ｍ_ab,max）の上方に存在する動作領域（比較的高めのトルク要求 を伴ったトラクション動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を高め、それに対 してエンジントルク（Ｍ_E,soll）を実質的に最大限可能な値（Ｍ_ab,max）に設定 し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なトルク（Ｍ_ab,min）の上方か、又は目下の変速比 のもとで最小限可能な出力の上方に存在する動作領域（比較的僅かな負のトルク 要求を伴ったオーバラン動作状態）において、変速比（ｕ_soll）を、エンジンの 所 定の目標回転数（Ｎ_mot,opt）が実質的に一定に維持されかつトルク要求及び/又 は出力要求（Ｍ_ab,soll）の変更が実質的にエンジントルク（Ｍ_E,soll）の変更 によって実行されるように設定し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なエンジントルク（Ｍ_ab,min）の下方か、又は目下 の変速比のもとで最小限可能な出力の下方に存在する動作領域（比較的高い負の トルク要求を伴ったオーバラン動作状態）において、変速機の変速比（ｕ_soll） を、最小許容変速比の方向で設定する、請求項１記載のシステム。 8. 検出された正のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速 比（ｕ_ist）のもとで最大限可能なトルク（Ｍ_ab,max）の下方か、又は目下の変 速比のもとで最大限可能な出力の下方に存在する動作領域（比較的僅かなトルク 要求を伴ったトラクション動作状態）において、変速機の変速比の設定（ｕ_soll ）を、求められた目標変速比（ｕ_opt）に依存して実行し、及び/又は、 検出された負のトルク要求及び/又は出力要求（Ｍ_ab,soll）が目下の変速比（ ｕ_ist）のもとで最小限可能なエンジントルク（Ｍ_ab,min）の上方か、又は目下 の変速比のもとで最小限可能なエンジン出力の上方に存在する動作領域（比較的 僅かな負のトルク要求を伴っ たオーバラン動作状態）において、変速機の変速比の設定（ｕ_soll）を、求めら れた目標変速比（ｕ_opt）に依存して実行する、請求項６記載のシステム。 9. 前記変速機（１１２）は、離散的な変速段（Ｇ_i）を有し、該離散的変速 段には変速領域（Ｉ_i）が対応付けられており、この場合前記変速領域（Ｉ_i）の どれに、設定すべき変速比（ｕ_soll）が存在しているかが検出され、この検出さ れた変速領域（Ｉ_i）に依存して変速段（Ｇ_i）が設定される、請求項１記載のシ ステム。 10． 前記変速領域（Ｉ_i）は、選択可能な変速幅を有し、該変速幅は、求め られた前記第１のパラメータ（ＦＺ、ＦＳ）に依存して、及び/又はドライバ特 性を表すさらなるパラメータ（ＦＴ）に依存して選択される、請求項９記載のシ ステム。