JP2001208180A - 自動車のドライブトレインに配置される自動化されたトランスミッションのための変速比をもとめるための方法 - Google Patents

自動車のドライブトレインに配置される自動化されたトランスミッションのための変速比をもとめるための方法

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JP2001208180A
JP2001208180A JP2000393489A JP2000393489A JP2001208180A JP 2001208180 A JP2001208180 A JP 2001208180A JP 2000393489 A JP2000393489 A JP 2000393489A JP 2000393489 A JP2000393489 A JP 2000393489A JP 2001208180 A JP2001208180 A JP 2001208180A
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torque
acceleration
rad
mot
vehicle
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Marko Poljansek
ポルヤンセク マルコ
Rasmus Frei
フライ ラスムス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速比変化の間に自動車の走行特性がかなり
快適に構成される、自動車のドライブトレインに配置さ
れる自動化されたトランスミッションのための変速比を
もとめるための方法を提供することである。 【解決手段】 上記課題は、トランスミッションの変速
比が瞬時の車両負荷に依存して決定されることによって
解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御機器におい
て、自動車の動作パラメータ、とりわけドライブトレイ
ンに配置された装置の動作パラメータが変速比をもとめ
るために供給される、自動車のドライブトレインに配置
される自動化されたトランスミッションのための変速比
をもとめるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のドライブトレインに配置された
装置の進歩する自動化によって、これらの装置の協調的
な制御を提供する必要性が増大している。このために通
常は自動車の動作パラメータ、とりわけドライブトレイ
ンに配置された装置の動作パラメータが制御機器に読み
出され、評価され、相応の目標量がこれらの装置に供給
される。自動化された装置としては例えば車両エンジ
ン、クラッチ又はオートマチックトランスミッションが
問題になる。後者のケースにおいては、とりわけ車両ホ
イールに加えられるホイールトルクを実際の必要性に適
合させることがとりわけ困難であった。なぜなら、瞬時
の車両負荷は従来の方法では不十分にしか又は全く考慮
されないからである。この場合、この不十分な考慮は、
基本的に瞬時の車両負荷を十分正確に測定しにくいこと
に基づく。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、変速
比変化の間に自動車の走行特性がかなり快適に構成され
る、自動車のドライブトレインに配置される自動化され
たトランスミッションのための変速比をもとめるための
方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、トランスミ
ッションの変速比が瞬時の車両負荷に依存して決定され
ることによって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】請求項１の特徴部分記載の構成を
有する自動車のドライブトレインに配置される自動化さ
れたトランスミッションのための変速比をもとめるため
の方法によって、変速比変化の間に自動車の走行特性が
かなり快適に構成される。トランスミッションの変速比
が瞬時の車両負荷に依存して決定されることによって、
例えば山に登る走行を開始することによるトルク減少又
は積載量が多い場合のトルク減少が回避される。
【０００６】とりわけ有利には瞬時の車両負荷がスロッ
トルバルブ位置に対する特性曲線に共に組み込まれるこ
とである。この特性曲線からこの場合必要な変速比が読
み出される。このようにもとめられた特性曲線は有利に
はさらに適当なファクタによって補正される。このよう
にして車両運転者にはいかなる状況においてもアクセル
ペダルを踏み込む際に最大加速度が保証される。瞬時の
車両負荷をもとめるためには、山道の登り走行及び下り
走行、積載量及び走行抵抗を測定し、この結果これらか
ら選択すべき変速比を決定しなくてはならない。さら
に、上記の量によって車両の加速度が決定できる。この
車両の加速度は瞬時の車両負荷に対する尺度である。従
って、変速比のための特性曲線は加速度に依存して決定
される。
【０００７】本発明の方法の有利な実施形態では、加速
度が差加速度の形式で特性曲線の決定のために組み込ま
れる。この差加速度は予期された加速度及び実際の加速
度から得られる。有利には予期された加速度はまず最初
に平均化され、次いで正規化される。
【０００８】予期すべき加速度のとりわけ正確な予測
は、ダイナミックなホイール半径、横方向加速度、結果
的に生じるホイールトルク及び走行抵抗トルクのような
動作パラメータによって行われる。走行抵抗トルクは車
両速度に依存して無負荷状態の車両において平地で測定
された特性曲線から決定できる。他方で、結果的に生じ
るホイールトルクは有利にはトランスミッション出力軸
の駆動トルク、後車軸変速比及びホイール回転トルクに
依存してもとめられる。上記の量は有利にはホイール回
転数のグラジエント、ホイールの慣性質量、ホイールの
個数、コンバータ増幅率及びエンジン回転トルクから決
定される。上記の方法は瞬時の車両負荷に対するとりわ
け現実に近い値を与える。
【０００９】本発明の更なる有利な実施形態はその他の
従属請求項に記載の構成から得られる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を実施例において所属の図面に基
づいて詳しく説明する。
【００１１】図１は自動車の駆動のために基本的に必要
な装置１０を概略的なブロック図において示している。
これは車両エンジン１２、回転トルクコンバータ又は以
下ではタービンと呼ばれるクラッチ１４、トランスミッ
ション１６ならびにディファレンシャル及びホイールを
有する後車軸１８を含む。この車両エンジン１２からエ
ンジントルクＭｍｏｔが駆動軸２０を介してタービン１
４に伝達される。このタービン１４においてこのエンジ
ントルクＭｍｏｔがタービントルクＭｔｕｒに変換さ
れ、トランスミッション入力軸２２に伝えられる。トラ
ンスミッション１６の内部の変速比ｉに相応して、トラ
ンスミッション出力軸２４への駆動トルクＭａｂの伝達
が行われる。このトランスミッション出力軸２４は後車
軸１８のディファレンシャルと係合している。これによ
って自動車の駆動のために必要なホイールトルクＭ
ｒａｄが車両ホイールにおいて生じる。
【００１２】トランスミッション１６はオートマチック
トランスミッション、自動化されたマニュアルシフト型
トランスミッション（ＡＳＧ）又は無段変速トランスミ
ッション（ＣＶＴ）であり、このオートマチックトラン
スミッションの調整すべき変速比ｉは以下の方法によっ
てもとめられる。このためにドライブトレインに配置さ
れた装置１０の個々のコンポーネントには制御機器２６
が割り当てられている。この制御機器２６によって周知
のやり方で装置１０及び自動車の動作パラメータが測定
され、評価される。次いでこれらの装置１０にはこれら
の動作パラメータに対する相応の目標量が設定される。
適当なドライバによる個々の装置１０の閉ループ制御の
やり方は従来技術から十分に公知であり、よってここで
は詳しくは説明しない。
【００１３】トランスミッション１６の変速比ｉの伝達
のためには、まず最初に瞬時の車両負荷を決定しなくて
はならない（図２のフローチャート参照）。車両の加速
度ａは瞬時の車両負荷に対する尺度であることが分かっ
た。さらにこの加速度ａは予期される加速度ａｅｒｗに
依存する。この予期される加速度ａｅｒｗは簡略化され
た車両モデルによって決定され、この車両モデルでは駆
動軸及びトランスミッション１６の機械的損失及び熱的
損失ならびに回転トルクが無視できる。さらに点灯用発
電器又はエアコンのような付属装置の電力需要は負荷に
含まれる。予期される加速度ａｅｒｗは制御機器２６で
使用される入力量、すなわちエンジン回転数ｎｍｏｔ及
びエンジントルクＭｍｏｔ、タービン回転数ｎｔｕｒ、
駆動回転数ｎａｂ及びホイール回転数ｎｒａｄによって
以下の方法によってもとめられる。
【００１４】まず最初にエンジン回転トルクＭ
ｍｏｔ，ｒｏｔが次の計算規則
【００１５】
【数４】
【００１６】によって決定される。ここで、ｄｎｍｏｔ
/ｄｔはエンジン回転数ｎｍｏｔのグラジエントであ
り、Ｊｍｏｔは車両エンジン１２の慣性質量であり、Ｊ
ｔｕｒはタービン１４の慣性質量である。さらにコンバ
ータ増幅率ＷＶは次の関係式 ＷＶ＝ｎｍｏｔ/ｎｔｕｒ （ＩＩ ） を介して決定される。ここで、ｎｔｕｒはタービン１４
の回転数である。式（Ｉ）及び（ＩＩ）によってタービ
ントルクＭｔｕｒが次の関係式 を介して計算される。シフト過程においてはこの式（Ｉ
ＩＩ）は簡略化される。なぜなら、Ｍｔｕｒ＝Ｍｍｏｔ
に相応するからである。次いでこれから駆動トルクＭ
ａｂがトランスミッション１６の瞬時の変速比ｉに依存
して次の関係式 Ｍａｂ＝Ｍｔｕｒ・ｉ （ＩＶ ） を介して決定される。さらに、ホイール回転トルクＭ
ｒａｄ，ｒｏｔがホイール回転数ｎｒａｄのグラジエン
ト、ホイールの慣性質量Ｊｒａｄからホイールの個数ｒ
と乗算されて次の関係式
【００１７】
【数５】
【００１８】によって決定される。式（ＩＶ）及び
（Ｖ）から後車軸変速比ｉｈｉを考慮して結果的に生じ
るホイールトルクＭｒａｄが次の計算規則 Ｍｒａｄ＝Ｍａｂ・ｉｈｉ−Ｍｒａｄ，ｒｏｔ（ＶＩ） によってもとめられる。走行抵抗の瞬時の車両負荷への
影響は、特性曲線ＫＬｆ ｗによって走行抵抗トルクＭ
ｆｗの形式で決定される。この特性曲線ＫＬｆｗは無負
荷状態の車両において平地で測定されたものであり、空
気抵抗及び転がり抵抗を表す。この場合、特性曲線ＫＬ
ｆｗは車両速度Ｖｆｚｇに依存して決定される。結果的
に生じるホイールトルクＭｒａｄ及び走行抵抗トルクＭ
ｆｗから、使用できるリザーブトルクＭｒｅｓが次の計
算規則 Ｍｒｅｓ＝Ｍｒａｄ−Ｍｆｗ （ＶＩ Ｉ） によって得られる。
【００１９】無負荷状態における既知の車両質量ｍ
ｆｚｇ及び既知のダイナミックなホイール半径ｒｄｙｎ
において、ここから平地において生じるような予期され
る加速度ａｅｒｗが得られる。
【００２０】 ａｅｒｗ＝Ｍｒｅｓ/（ｍｆｚｇ・ｒｄｙｎ） （ ＶＩＩＩ） カーブを通過する際には車両は付加的に制動され、この
結果、予期される加速度ａｅｒｗは低減される。この低
減に対する尺度は横方向加速度ａｑｕｅｒであり、この
横方向加速度ａｑｕｅｒは直接測定されるか又は間接的
にホイール回転数ｎｒａｄを介して計算される。最後に
このようにして補正された予期すべき長手方向加速度ａ
ｅｒｗ，ｋが次の関係式 ａｅｒｗ，ｋ＝ａｅｒｗ−ａｑｕｅｒ（ＩＸ） を介して決定される。
【００２１】このようにもとめられる長手方向加速度ａ
ｅｒｗ，ｋは次いで実際の加速度ａ ｉｓｔと比較され、
差加速度ａｄｉｆｆを与える： ａｄｉｆｆ＝ａｅｒｗ，ｋ−ａｉｓｔ（Ｘ） この実際の加速度ａｉｓｔは車両速度Ｖｆｚｇの微分に
よって乃至は既に計算されたホイール回転数グラジエン
ト及びダイナミックなホイール半径ｒｄｙｎから得られ
る。
【００２２】有利にはまず最初に差加速度ａｄｉｆｆを
予め設定された時間間隔、例えば１秒に亘る平均値フィ
ルタによって平均化する。このようにして得られた平均
加速度ａｍｉｔｔｅｌは、次いで、最大負荷を表す差加
速度ａｍａｘによって除算されることによって、単位の
ない正規化された加速度ａｎｏｒｍに変換される。
【００２３】 ａｎｏｒｍ＝ａｍｉｔｔｅｌ/ａｍａｘ（ＸＩ） 上記のやり方でもとめられる正規化された加速度ａ
ｎｏｒｍはスロットルバルブ位置ＤＫＩに対する特性曲
線ＫＬＤＫＩのシフトに使用される。この特性曲線ＫＬ
ＤＫＩから調整すべき変速比ｉが読み出される。
【００２４】実際には、この場合有利には、特性曲線Ｋ
ＬＤＫＩは、開度（Spreizung）Ｓ、残留ファクタ（Res
tfaktor）Ｒのようなスロットルバルブに依存するファ
クタによって次の関係式
【００２５】
【数６】
【００２６】を介して決定される。ここでＤＫＩｍａｘ
はスロットルバルブ位置ＤＫＩの最大値である（図３参
照）。このようにして、特性曲線ＫＬＤＫＩが小さいス
ロットルバルブ値ＤＫＩの領域において大きなスロット
ルバルブ値ＤＫＩの領域よりも弱くシフトされることが
回避され、この結果、全体として車両運転者にはアクセ
ルペダルを踏み込む際に最大加速度が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のドライブトレインに配置される装置の
概略的なブロック図である。
【図２】変速比をもとめるためのフローチャートであ
る。
【図３】スロットルバルブ位置に対する補正された特性
曲線の線図である。
【符号の説明】
１０ ドライブトレイン １２ 車両エンジン １４ タービン １６ トランスミッション １８ 後車軸 ２０ 駆動軸 ２２ トランスミッション入力軸 ２４ トランスミッション出力軸 ２６ 制御機器
───────────────────────────────────────────────────── 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 59:68 Ｆ１６Ｈ 59:68 (72)発明者 ラスムス フライ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト グ スタフ−ジーグレ−シュトラーセ ７

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車のドライブトレインに配置される
    自動化されたトランスミッションのための変速比をもと
    めるための方法であって、 制御機器において、自動車の動作パラメータ、とりわけ
    ドライブトレインに配置された装置の動作パラメータが
    変速比をもとめるために供給される、自動車のドライブ
    トレインに配置される自動化されたトランスミッション
    のための変速比をもとめるための方法において、 前記トランスミッションの変速比（ｉ）は瞬時の車両負
    荷に依存して決定されることを特徴とする、自動車のド
    ライブトレインに配置される自動化されたトランスミッ
    ションのための変速比をもとめるための方法。
  2. 【請求項２】 瞬時の車両負荷はスロットルバルブ位置
    （ＤＫＩ）に対する特性曲線（ＫＬＤＫＩ）に共に組み
    込まれることを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 変速比（ｉ）をもとめるために、補正さ
    れた特性曲線（ＫＬ ＤＫＩ，ｋ）が決定され、該補正さ
    れた特性曲線（ＫＬＤＫＩ，ｋ）は次の計算規則 【数１】 によってもとめられ、ここでＳは開度、Ｒは残留ファク
    タ、ＤＫＩｍａｘは最大スロットルバルブ位置であるこ
    とを特徴とする、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 特性曲線（ＫＬＤＫＩ、Ｋ
    ＬＤＫＩ，ｋ）は車両の加速度（ａ）に依存して決定さ
    れ、該加速度（ａ）は瞬時の車両負荷に対する尺度であ
    ることを特徴とする、請求項２又は３記載の方法。
  5. 【請求項５】 加速度（ａ）は差加速度（ａｄｉｆｆ）
    の形式で組み込まれ、該差加速度（ａｄｉｆｆ）は次の
    計算規則 ａｄｉｆｆ＝ａｅｒｗ，ｋ−ａｉｓｔ によって計算され、ここでａｅｒｗは予期される加速度
    であり、ａｉｓｔは実際の加速度であることを特徴とす
    る、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 予期される加速度（ａｅｒｗ）は正規化
    された加速度（ａｎ ｏｒｍ）の形式で組み込まれ、該正
    規化された加速度（ａｎｏｒｍ）は次の計算規則 ａｎｏｒｍ＝ａｍｉｔｔｅｌ/ａｍａｘ によって計算され、ａｍｉｔｔｅｌは予期される加速度
    （ａｅｒｗ）の平均値であり、ａｍａｘは最大負荷にお
    ける差加速度（ａｄｉｆｆ）であることを特徴とする、
    請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 予期される加速度（ａｅｒｗ）は次の計
    算規則 ａｅｒｗ＝［Ｍｒｅｓ/（ｍｆｚｇ・ｒｄｙｎ）］−ａ
    ｑｕｅｒ によって得られ、ここでＭｒｅｓはリザーブトルク、ｍ
    ｆｚｇは車両質量、ｒｄ ｙｎはダイナミックなホイール
    半径、ａｑｕｅｒは横方向加速度であることを特徴とす
    る、請求項５又は６記載の方法。
  8. 【請求項８】 リザーブトルク（Ｍｒｅｓ）は次の関係
    式 Ｍｒｅｓ＝Ｍｒａｄ−Ｍｆｗ を介してもとめられ、ここでＭｒａｄは結果的に生じる
    ホイールトルクであり、Ｍｆｗは走行抵抗トルクである
    ことを特徴とする、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 走行抵抗トルク（Ｍｆｗ）は車両速度
    （Ｖｆｚｇ）に依存して無負荷状態の車両において平地
    で測定された特性曲線（ＫＬｆｗ）から決定されること
    を特徴とする、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 結果的に生じるホイールトルク（Ｍ
    ｒａｄ）は次の関係式 Ｍｒａｄ＝Ｍａｂ・ｉｈｉ−Ｍｒａｄ，ｒｏｔ を介してもとめられ、ここでＭａｂは駆動トルクであ
    り、ｉｈｉは後車軸変速比であり、Ｍｒａｄ，ｒｏｔは
    ホイール回転トルクであることを特徴とする、請求項８
    又は９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ホイール回転トルク（Ｍ
    ｒａｄ，ｒｏｔ）は次の関係式 【数２】 を介してもとめられ、ここでｄｎｒａｄ/ｄｔはホイー
    ル回転数（ｎｒａｄ）のグラジエントであり、Ｊｒａｄ
    はホイールの慣性質量であり、ｒはホイールの個数であ
    ることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 駆動トルク（Ｍａｂ）は次の関係式 Ｍａｂ＝Ｍｔｕｒ・ｉ を介してもとめられ、ここでＭｔｕｒはタービントルク
    であり、ｉｉｓｔは瞬時の変速比であることを特徴とす
    る、請求項１０又は１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 タービントルク（Ｍｔｕｒ）は次の関
    係式 Ｍｔｕｒ＝ＷＶ・（Ｍｍｏｔ−Ｍｍｏｔ，ｒｏｔ） を介してもとめられ、ＷＶはコンバータ増幅率であり、
    Ｍｍｏｔはエンジントルクであり、Ｍｍｏｔ，ｒｏｔは
    エンジン回転トルクであることを特徴とする、請求項１
    ２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 コンバータ増幅率（ＷＶ）は次の関係
    式 ＷＶ＝ｎｍｏｔ/ｎｔｕｒ を介してもとめられ、ｎｍｏｔはエンジン回転数であ
    り、ｎｔｕｒはタービン回転数であることを特徴とす
    る、請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 エンジン回転トルク（Ｍ
    ｍｏｔ，ｒｏｔ）は次の関係式 【数３】 を介してもとめられ、ｄｎｍｏｔ/ｄｔはエンジン回転
    数のグラジエントであり、Ｊｍｏｔはエンジンの慣性質
    量であり、Ｊｔｕｒはタービンの慣性質量であることを
    特徴とする、請求項１３又は１４記載の方法。
JP2000393489A 1999-12-30 2000-12-25 自動車のドライブトレインに配置される自動化されたトランスミッションのための変速比をもとめるための方法 Pending JP2001208180A (ja)

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