JP2001519011A - 自動変速機の自然さを向上させる方法 - Google Patents

自動変速機の自然さを向上させる方法

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    • F16H2306/24Interruption of shift, e.g. if new shift is initiated during ongoing previous shift

Abstract

(57)【要約】 シフトがオーバーラップシフトの形で実行される自動変速機の自然な応動性を向上させる方法において、第1の変速段から第2の変速段へのダウンシフトを完全には終了させずに、或る中止判断基準が検知された場合第1の変速段へのアップシフトへシフト切り替えする。

Description

【発明の詳細な説明】 自動変速機の自然さを向上させる方法 技術分野 本発明は、第1のクラッチが解除されて第2のクラッチが締結されることによ ってシフトが行われる電気油圧制御式の自動変速機の自然さを向上させる方法に 関する。 背景技術 自動変速機の場合、シフトをオーバーラップシフトとして、つまり第1のクラ ッチが解除されるのに対して第2のクラッチが締結される形式で行うことができ る。シフトに関係したクラッチの圧力経過は電磁調節部材を介して電子式変速機 制御装置によって決められる。この種の制御方法は例えばドイツ国特許出願公開 第4240621号公報によって知られている。 通例では、自動変速機のシフトは、ドライバーによって与えられる出力要求量 、例えばスロットル開度が、シフト特性マップのアップシフト特性曲線もしくは ダウンシフト特性曲線を上回った際に実行される。このアクセルペダルを介して 生ぜしめられるシフト以外にドライバーは任意の時点で手動シフトを行うことも できる。例えばドイツ国特許出願公開第4311886号公報には、ドライバー がセレクトレバーを介してステアリングコラムの手動のシフトスイッチによって シフトを生ぜしめることのできる装置が示されている。ただし実地においては、 特にアップシフトに先立つダウンシフトの際に、ドライバーの出力要求と自動変 速機の設定された変速段による相応の加速性能との間に著しい偏差が生ずるとい う点が問題となる。実地における典型的な例はドライバーが追い越しをしようと するケースである。追い越し過程の最初にドライバーは自動変速機がダウンシフ ト を呈するようにアクセルペダルを踏み込む。もしその時対向車のため追い越しを 中断せざるを得ないとみればアクセルペダルを緩める。このような場合、従来自 動変速機はまず最初ダウンシフトを完全に実行し、次いで遮断時間の経過があり 、次にアップシフトが行われる。この、ドライバーの出力要求と自動変速機の応 動との間の時間的なずれは、ドライバーにとって不快に感じられる。 発明の開示 本発明の課題は、自動変速機の応動の自然さを改良することである。 この課題を本発明は次のようにして解決した。即ち、第1の変速段から第2の 変速段へのダウンシフト中に、ダウシフトが完全には終了されないで、中止判断 基準が検知された場合第1の変速段へのアップシフトへ切り替えられるようにし たのである。この中止判断基準は、ドライバーの挙動によって与えられるアップ シフト要求の検知によって得られるる。 このような本発明の解決策による利点は、実地における上述のケースの際に自 動変速機の実際の挙動をドライバーの出力要求に緊密にマッチさせることができ るという点にある。ダウンシフトは完全には実行されないで、ドライバーがその 挙動によって示唆を与え次第直ちに中止される。要するに、公知技術に比して自 動変速機は高度に自然な感じで応動する。 本発明の一実施態様によれば、第1の変速段から第2の変速段へのダウンシフ ト中に中止判断基準が検知された際、付加的に1つの許容性の有無が検査される 。この許容性は、実際の変速機入力回転数値が或る回転数範囲内にある時に満た される。この回転数範囲は第1の限界値と第2の限界値とにわたって限定され、 第1の限界値は第1の変速段の同期回転数値の関数をなし、第2の限界値は第2 の変速段の同期回転数値の関数をなす。別の実施態様によれば、変速機入力回転 数の勾配の経過が1つの所定の回転数帯内にあるかどうか、付加的に検査される 。 これら両方の実施態様によれば、シフトの経過が安定しているかどうかが付加 的に検査されるという利点が得られる。従って、安全性を損なう中間状態は適時 に検出される。 さらに別の実施態様によれば、第1クラッチ用のシフト命令が出されるのに伴 って1つの時間ステップが開始される。この時間ステップは最大時間に達するま で続き、時間ステップの個々の値にはそれぞれ1つのリダクションタイムが割り 付けられている。一実施態様によれば、アップシフト時に再び締結されることに なる第1クラッチの急速充填時間がリダクションタイムに関連して変えられる。 この実施態様の場合、アップシフトに先立つダウンシフトの迅速な経過時に解除 されるかもしくは直後のアップシフト時に再び締結される第1クラッチが部分的 にまだ充填されているという事情が考慮される。このような可変の急速充填時間 によって、完全には減圧されてないままの第1クラッチがアップシフト時にシフ トショックなしに快適に締結されることになる。 図面の簡単な説明 次に、図面に示した実施例に従って本発明を詳述する。 第1図は本発明の実施例のシステム図、第2図はクラッチ論理の一覧表、第3 図は第1のシフト例の時間線図、第4図は第2のシフト例の時間線図である。 発明を実施するための最良の形態 第1図には自動変速機のシステム図が示されている。自動変速機は本来の機械 的部分、流体トルクコンバータ3、油圧制御装置21及び電子式変速機制御装置 13から構成されている。この自動変速機は駆動ユニット1、特に内燃機関によ って駆動軸2を介して駆動される。駆動軸2は流体トルクコンバータ3のポンプ インペラー4に結合されている。周知のように流体トルクコンバータ3はポンプ インペラー4、タービンランナー5及びステータ6から成っている。流体トルク コンバータ3と並列にロックアップクラッチ7が配置されている。ロックアップ クラッチ7及びタービンランナー5はタービン軸8上で案内されている。ロック アップクラッチ7が作動している時、タービン軸8は駆動軸2と等しい回転数を 呈する。自動変速機の機械的部分はクラッチ並びにブレーキ(A、B、C、D、 E、F、G)、ラビニヨ型歯車組9及び後置の遊星歯車装置11から成っている 。出力伝達は出力軸12を介してなされる。出力軸12は、2本のハーフシャフ トを介して自動車の車輪を駆動する図示してない差動装置へ延びている。変速段 は相応のクラッチ/ブレーキ組を介して決められる。変速段に対するクラッチ論 理の対応関係が第2図に示されている。例えば第4変速段から第3変速段へのダ ウンシフトの際にはブレーキCが締結されてクラッチEが不作動になる。第2図 にさらに示されているように、第2変速段から第5変速段までのシフトはそのつ どオーバーラップシフトとして行われる。機械的部分については本発明の理解に とって重要ではないので説明を省略する。 電子式変速機制御装置13は入力量18、19、20に関連して相応の走行段 階を選択する。次いで電子式変速機制御装置13は、電磁調整部材を内部に備え た油圧制御装置21を介して相応のクラッチ/ブレーキ組を作動させる。シフト 経過中に電子式変速機制御装置13はシフトに参加するクラッチ/ブレーキの圧 力経過を決める。電子式変速機制御装置13については極めて簡略化した形でブ ロックとして示されており、即ちマイクロコントローラ14、記憶装置15、制 御装置調整部材機能ブロック16、計算装置機能ブロック17として示されてい る。記憶装置15においては変速機にとって重要なデータが蓄積されている。こ のデータとは例えばプログラム及び診断データでもある車固有の特性値である。 通例では記憶装置15はEPROM、EEPROM又は緩衝型のRAMとして構 成されている。計算装置機能ブロック17ではシフト経過にとって重要なデータ が計算される。制御装置調整部材機能ブロック16は油圧制御装置21内の調整 部材を制御するのに役立てられる。 電子式変速機制御装置13には入力量20が送られる。入力量20は例えばド ライバーの出力要求を表す入力量であって、走行ペダル位置/アクセル開度又は 手動のシフト要求、内燃機関からのモーメントの信号、89内燃機関の回転数も しくは温度などである。通例では内燃機関固有のデータは1つの電子式エンジン コントロールユニットによって供給される。このコントロールユニットについて は第1図中に示されてない。その他の入力量にはタービン軸18及び出力軸19 の回転数がある。 第3図の時間線図は第3A図から第3E図までの部分図から成っている。図示 内容はトラクション時のダウンシフト及びそれに続くエンジンブレーキ時のアッ プシフトである。トラクション時とエンジンブレーキ時との識別は、例えばドイ ツ国特許出願公開第4417477号明細書によって知られる特性マップに従っ てか又は変速機入力量に従ってなされる。第3A図から第3E図までの各図は時 間を追ってドライバーの出力要求を表す入力量DKI、シフト命令SB、変速機 入力回転数nTの経過、第1クラッチpK1の圧力経過及び第2クラッチpK2 の圧力経過を示している。出力要求を表す入力量DKIは例えばアクセルペダル 値、スロットル開度値によってか又はセレクトレバーもしくはシフトスイッチを 介して手動で要求されるダウシフトによって決定することができる。 第3B図から第3E図まではそれぞれ2つの例を示しており、公知技術による 時間的経過が点線として、本発明による時間的経過が実線として示されている。 公知技術による経過は第3C図では点A、B、C、D,Eを有する曲線に相当す る。第3D図において公知技術による経過は点H、K、L、M、Nを有する曲線 に相当し、第3E図においては点Q、R、S、T、Uを有する曲線に相当する。 第3C図において本発明の解決策による経過は点A、B、F、Gを有する曲線と して示されている。第3D図において本発明による経過は点H、I、O、P、N を有する曲線として示されており、第3E図においては点Q、R、Vを有する曲 線として示されている。 公知技術及び本発明の2つの例について述べるに際し、ドライバーが1台の車 の後を走行していてこの先行車を追い越そうとする場合を仮定する。ドライバー は追い越しを図って例えばアクセルペダルを極めて強く踏み込む。本来ならば、 これによってドライバーの出力要求がダウンシフト特性曲線を上回り、その結果 自動変速機は例えば第5変速段から第4変速段へのダウンシフトを実行すること になる。しかしこの時ドライバーが対向車をやり過ごす必要にせまられると直ち にアクセルペダルを緩めることになる。その反応として自動変速機は第4変速段 から第5変速段へのアップシフトを実行する。 第1の例においては公知技術による経過が扱われている。時点t1においてド ライバーが追い越しを図る。第3A図に示すようにDKI値はダウンシフト特性 曲線の値を上回る。その結果として電子式変速機制御装置13はダウンシフト命 令を出し、第3B図に示すように信号レベルが1から0へ変化する。シフト命令 が出されたことによって第3D図に示すように第1クラッチの圧力レベルpK1 は点Hに相当する第1のレベルから第2のレベルへ低下する。これによって点A における変速機入力回転数nTの経過は変化する。時点t1では同時に第2クラ ッチが点Qに相当する圧力である急速充填圧で時点t2まで給圧される。時点t 2から時点t3までの間に第2クラッチK2の充填平衡フェーズが経過する。時 点3においてDKI値はアップシフト特性曲線を下回る。しかし公知技術の場合 まず最初ダウンシフトが完全に終了される。即ち、時点4において第2クラッチ の圧力レベルpK2が時点5まで上昇されて、点Sに相当する圧力レベルになる 。時点5において変速機入力回転数nTが第2変速段i2の同期回転数nT(i 2)に達する。これは第3C図中の点Cに相当する。こうして第1変速段から第 2変速段へのダウンシフトが終了する。次いで時点t5から時点t8まで遮断時 間が経過する。この遮断時間は、ダウンシフト過程で解除される第1クラッチK 1が完全に減圧されるように保証しなければならないために必要である。もし減 圧さ れていない場合、アップシフトに際して再び締結されることになる第1クラッチ K1への急速充填が不都合なシフトショックの形に感知されるからである。時点 t8になると電子式変速機制御装置13がアップシフト命令を出す。これによっ て第3B図における信号経過が0から1へ変化する。時点t5から時点t8まで は前記の遮断時間が経過する。時点t8において第1クラッチK1が第3D図に 示すように時点t9まで急速充填圧で給圧される。これと同時に第2クラッチK 2が解除され、その圧力レベルは点Tから点Uへ低下する。第3A図に示されて いるように、DKI値は依然として0のままであり、アップシフトがエンジンブ レーキ時のアップシフトとして実行される。第3D図に示すように、時点t9か ら時点t10までの間に、第1クラッチK1のための充填平衡フェーズ、続いて ランプ圧及び点Nの標準圧への移行が経過する。第3C図中の点Eに示すように 、時点t11において変速機入力回転数nTが第1変速段i1の同期回転数nT (i1)に達する。このようにしてアップシフトは終了する。 第2の例である実線は本発明による解決策の場合を示している。時点t1から 時点t3までの曲線経過は第1の例の公知技術の場合と同じである。時点t3に おいて電子式変速機制御装置13がダウンシフト命令を出す。第3B図に示され ているように信号レベルが0から1へ変化する。次いで第1クラッチの圧力レベ ルpK1が点Iの圧力レベルから点Oの圧力レベルへ低下される。第2クラッチ の圧力レベルpK2も時点t3において点Rの圧力レベルから点Vの圧力レベル へ低下される。アクセルペダルの解放及び両方のクラッチの解除に基づき、変速 機入力回転数nTが曲線BFに従って変化し、内燃機関は無負荷状態で回転上昇 する。点Fにおいて変速機入力回転数nTはその最大値に達する。時点t6にお いて点Oの第1クラッチの圧力レベルpK1が時点t7までランプ状に上昇する 。時点t7においてこの圧力レベルは点Pの圧力レベルまで上昇し、これによっ て第1クラッチK1は第1変速段i1の同期回転数nT(i1)において負荷を 確 実に引き継ぐことができる。同期回転数nT(i1)は第3C図中に示すように 点Gに相当する。時点t7においてダウンシフトは終了する。 このように、本発明による解決策の場合は、公知技術に比してトラクション時 のダウンシフト及び引き続くエンジンブレーキ時のアップシフトが時点t11よ りも前の時点で、つまり時点t7において既に終了しているという利点が得られ る。従って、公知技術に比べて時点t7から時点t11までの期間が時間的長所 といえる。ドライバーの出力要求に対する自動変速機の反応がより早い時点で可 能になるので、自動変速機の応動は一層自然な感じとなる。 第4図は第4A図から第4E図までの部分図から成っていて、第2のシフト例 として、トラクション時のダウンシフト、それに続くエンジンブレーキ時のダウ ンシフト及びアップシフトを示している。実地における適用例としては、先行車 の後ろを走行している車のドライバーのアクセルペダル値がトラクション時及び エンジンブレーキ時の特性曲線並びにダウンシフト特性曲線の近くにあるケース があげられる。このようなケースでは既に、アクセルペダル踏み込みがダウンシ フトのためにわずかに増大しているか又はトラクション時のダウンシフトからエ ンジンブレーキ時のダウンシフトへシフトへシフト切り替えするために僅かに緩 められている。図面には公知技術の場合の曲線経過(点線)と本発明の場合の曲 線経過(実線)とが示されている。第4C図において点A、B、C、D、E、F を有する曲線経過が公知技術による経過を示し、第4D図において点I、N、O 、Pを有する曲線経過が公知技術による経過を示している。第4E図において点 Q、R、S、T、Uを有する曲線経過がやはり公知技術による経過を示している 。これに対して、第4C図において点A、B、C、G、Hを有する曲線経過は本 発明の解決策による経過であり、第4D図において点I、K、L、M、Pを有す る曲線経過は本発明の解決策による経過である。また、第4E図において点Q、 R、S、Vを有する曲線経過は本発明の解決策による経過である。 第1の例として点線で示す公知技術における曲線経過について以下に述べるこ ととする: 時点t1においてDKI値がダウンシフト特性曲線の値を上回る。これによっ て電子式変速機制御装置13がダウンシフト命令を出す。第4B図にこれが示さ れており、即ち信号命令SBのレベルが1から0へ変化する。時点t1において は同時に第1クラッチの圧力レベルpK1が点Iに相当する第1の圧力レベルか ら第2の圧力レベルへ低下される。時点t1から時点t2まで第2クラッチK2 が点Qに相当する圧力レベルpK2の急速充填圧で給圧される。時点t2から時 点t3までは第2クラッチK2のための充填平衡フェーズの経過である。時点t 3においては、DKI値が著しく減少したためにトラクション時のダウンシフト からエンジンブレーキ時のダウンシフトへのシフト切り替えが生ずる場合を仮定 する。即ち、時点t3において第4D図に示すように第1クラッチK1が解除さ れる。同時に第4E図に示すように第2クラッチK2のために点Rにおいて圧力 ランプが開始する。この圧力ランプは時点t6まで続き、次いで点Tのレベルま で圧力レベルが上昇する。時点t4においては、DKI値がアップシフト特性曲 線を上回ることを仮定する。このような場合公知技術によればまず最初ダウンシ フトが完全に実行され、つまり第4C図に示すように、変速機入力回転数がさら に上昇して、時点t6で第2変速段の同期回転数nT(i2)に達するに至る。 この時点t6では、第4E図に示すように、第2クラッチの圧力レベルpK2が 点Tに相当する圧力レベルに増大する。次いで、時点t7まで遮断時間が経過す る。時点t7において第1クラッチが点Oの圧力レベルの急速充填圧で時点t8 まで給圧され、続いて時点t10まで充填平衡フェーズが経過する。時点t7で は同時に第2クラッチの圧力レベルpK2が点Tの圧力レベルから点Uの圧力レ ベルんで急激に低下される。DKI値はほぼ0にあるので、その結果として変速 機入力回転数が低下する。時点t10において第1クラッチの圧力レベルpK1 は点Pに相当する圧力レベルに高められ、これによって第1クラッチは第1変速 段の同期回転数で機関負荷を引き継ぐ。この圧力上昇はランプ状の経過であって もよい。 次に、第2の例として実線で示す本発明の場合の経過について説明する: 時点t1から時点t4までの経過は上述の例と同様である。時点tにおいて、 要するに電子式変速機制御装置13がアップシフト命令を出した場合、第1クラ ッチが時点t5まで点Lの急速充填圧で給圧される。第4B図に示すように信号 レベルSBは0から1へ変わる。同時に、第2クラッチの圧力レベルpK2がラ ンプ状に点Sから点Vへ低下される。次いで、無負荷状態である結果、変速機入 力回転数nTがもはや著しくは上昇せず、点Gにおいてその最大値を呈する。第 4D図に示すように、時点t5から時点t9までは第1クラッチの充填平衡フェ ーズの経過である。時点t9において第1クラッチの圧力レベルpK1は点Mに 相当する圧力レベルに上昇される。というのは、変速機入力回転数nTが点Hに おいて第1変速段の同期回転数nT(i1)に達するからである。 時点t3において、第4D図に示すように、時間ステップtRが開始する。こ の時間ステップtRは最大値まで続き、この時間ステップの個々の値のそれぞれ に1つのリダクションタイムが割り付けられている。アップシフト時に再び締結 されることになる第1クラッチの時点t4から時点t5までの急速充填時間がこ のリダクションタイムに関連して変えられる。 このようにして、ダウンシフトに先立つアップシフトの迅速な経過時に解除さ れるかもしくはアップシフト時に再び締結される第1クラッチK1が部分的にま だ充填されたままであるという事情が考慮される。このような可変の急速充填時 間によって、部分的にしか減圧されてないクラッチがアップシフト時にシフトシ ョックなしに快適に締結されることになる。 以上本発明の解決策によれば、トラクション時のダウンシフト、エンジンブレ ーキ時のダウンシフト及び引き続くエンジンブレーキ時のアップシフトが時点t 10よりも早く、要するに時点t9において終了するという利点が得られる。従 って、公知技術例に比して時点t9から時点t10までが時間的有利となる。変 速機の挙動がドライバーの出力要求に緊密に結び付いていることにより、変速機 は一層自然な感じで応動する。 第3図及び第4図に示す本発明の実施例においては次のような付加的な境界条 件から出発している: 1.変速機入力回転数nTの勾配経過が所定の回転数帯内にある。 2.時点t3におけるDKI値に相当する中止判断基準の検知の時に実際の変速 機入力回転数nTが所定の回転数範囲内にある。この回転数範囲は第1の限界値 (GW1)と第2の限界値(GW2)とによって限定される。この場合第1の限 界値(GW1)は第1の変速段の同期回転数値の関数であり、第2の限界値(G W2)は第2の変速段の同期回転数値の関数である。これら両方の限界値は例え ば次の関係に従い算出するとよい: GW1: nT(i1)+オフセット GW2: nT(i2)−オフセット GW1: 第1の限界値 GW2: 第2の限界値 nT(i1): 第1の変速段の同期回転数値 nT(i2): 第2の変速段の同期回転数値 オフセット: 絶対的な回転数値、例えば200 1/min、 又は差(nT(i2)−nT(i1))に対して相対的な回転数値 符号の説明 1 駆動ユニット 2 駆動軸 3 流体トルクコンバータ 4 ポンプインペラー 5 タービンランナー 6 ステータ 7 ロックアップクラッチ 8 タービン軸 9 ラビニヨ型歯車組 10 ワンウエイクラッチFL1 11 遊星歯車組 12 変速機出力軸 13 電子式変速機制御装置 14 マイクロコントローラ 15 記憶装置 16 制御部調整部材機能ブロック 17 計算部機能ブロック 18 タービン回転数信号 19 変速機出力回転数信号 20 入力量 21 油圧制御装置
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年3月4日(1999.3.4) 【補正内容】 請求の範囲 1. 電気油圧式に制御される自動変速機においてオーバーラップシフトを実 行する方法であって、自動変速機は第1のクラッチ(K1)を解除する間に第2 のクラッチ(K2)を締結することによってシフトを行い、ドライバーによって 与えられるアップシフト要求に相当する1つの中止判断基準が検知された場合に ダウンシフトが中止されて元の第1の変速段(i1)へ復帰される形式のものに おいて、自動変速機の自然な感じの応動性を向上させるために、ダウンシフトが 時間遅れなしに導入され、中止判断基準の検知に伴い遅れなくダウンシフトが中 止されて第1の変速段(i1)へ復帰されることを特徴とする、自動変速機にお いてオーバーラップシフトを実行する方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 電気油圧式に制御される自動変速機の自然さを向上させる方法であって 、自動変速機は第1のクラッチ(K1)を解除する間に第2のクラッチ(K2) を締結することによってシフトを行う形式のものにおいて、第1の変速段(i1 )から第2の変速段(i2)へのダウンシフト中に、ダウンシフトが完全には終 了されず、中止判断基準が検知された場合第1の変速段(i1)へのアップシフ トにシフト切り替えが行われ、中止判断基準はドライバーによって与えられるア ップシフト要求によって決められることを特徴とする方法。 2. 第1の変速段(i1)から第2の変速段(i2)へのダウンシフト中に 、中止判断基準の検知の際に付加的に1つの許容性の有無が検査され、許容性は 、実際の変速機入力回転数が第1の限界値(GW1)と第2の限界値(GW2) とを有する回転数範囲内にある時(GW1<nT(t)<GW2)に満たされ、 第1の限界値(GW1)は第1の変速段の同期回転数値の関数(GW1=f(n T(i1))であり、第2の限界値(GW2)は第2の変速段の同期回転数値の 関数(GW2=f(nT(i2))であることを特徴とする、請求の範囲第1項 に記載の方法。 3. 変速機入力回転数の勾配経過(nT(Grad))が所定の回転数帯内 にあるかどうか付加的に検査されることを特徴とする、請求の範囲第2項に記載 の方法。 4. 第1のクラッチ(K1)のための解除命令と共に1つの時間ステップ( tR)が開始され、この時間ステップはその最大値(tMAX)まで経過し、時 間ステップの個々の値のいずれにも1つのリダクションタイムが割り付けられて いることを特徴とする、請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項に記載 の方法。 5. アップシフト時に再び締結されることになる第1のクラッチ(K1)へ の急速充填時間(tSF)がリダクションタイムに関連して変えられることを特 徴とする、請求の範囲第4項に記載の方法。 6. 急速充填時間(tSF)が、時間ステップ(tR)の小さな値が短い急 速充填時間となる方向で変化することを特徴とする、請求の範囲第5項に記載の 方法。
JP54236798A 1997-04-10 1998-04-04 自動変速機の自然さを向上させる方法 Pending JP2001519011A (ja)

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