JP2007536479A - 自動化マニュアルトランスミッションの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスミッション要素が、現在の量並びに運転状況及び運転者の出力要求を代表する量に応じて操作される自動化マニュアルトランスミッションにおいて、様々な車種及び運転状況に対して最適な変速比変更過程を実現する。
【解決手段】シフト動作に影響する入力量を検出し、入力量を正規化して正規化入力量とし、正規化入力量を重み係数で重みづけし、正規化し、重みづけした入力量を加算し、正規化し、重みづけした入力量を加算及び／又は乗算して中間量とし、中間量をそれぞれシフトプロセスタイプを代表する複数の所定の数値範囲に分類し、確定されたシフトプロセスタイプに割り当てられたアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムによりアクチュエータを作動することによりシフト動作を行う。

Description

本発明は請求項１の上位概念に基づく自動化マニュアルトランスミッションの制御方法に関する。

自動化マニュアルトランスミッションはかなり以前から様々な車種で利用されている。周知のようにこのようなオートマチックトランスミッションでは、とりわけ発進及び／又はシフト用クラッチの操作、シフトゲートの選択及びギヤの嵌脱が、通常ピストン・シリンダ機構として形成される圧油操作式アクチュエータによって実現される。これに対して発進及び／又はシフト用クラッチだけ、又はギヤの選択及び嵌脱に必要なトランスミッション要素だけが補助力により操作される自動車も周知である。上記のアクチュエータの操作は、トランスミッション制御装置が制御プログラムによって制御する。制御プログラムは例えば運転状況、シフト状況及び車両運転者の出力要求に関する情報を処理して連結及び切換え命令とする。

自動化マニュアルトランスミッションは他の機種のオートマチックトランスミッション、例えばベルト式ＣＶＴ又は遊星歯車ベースの多段オートマチックトランスミッションと比較して簡単かつ安価に構成されているが、このトランスミッションはシフト動作時にシステムに基づき動力伝達の遮断があり、これが特に乗用車の運転者にとって不快に感じられる。このようなオートマチックトランスミッションを商用車に利用する場合も、例えば重い積荷を積んだトラックが道路交差点で車速をゆっくり上げながら発進動作を行うときに、この動力伝達の遮断は不都合であり、又は少なくとも快適性を低下する。

自動化マニュアルトランスミッションの変速比変更プロセスが３段階に大別されることも当業者に周知のことである。これは運転状態の車両から出発して、まずそれまで利用されたギヤの負荷解除及び発進及びシフト用クラッチの切断であり、こうしてエンジンからトランスミッションへのトルク伝達が切断される。次に新しいギヤポジション又はシフトゲートの選択及び新しいギヤために必要なトランスミッション要素の挿入が行われ、次いでクラッチが締結され、新たな負荷が掛けられる。

これらのすべてのシフト段階で車両の駆動トルクは本来の運転者要求と異なる影響を受ける。本来の運転者要求が動力伝達の遮断のない車両推進を希望することはいうまでもない。従ってトランスミッション開発に従事する当業者の基本目標は、これらのシフト段階の各々に必要なシフト時間をできるだけ短くすることである。ところが時間的にごく短いシフト操作は、それに伴って急速なトルク変化が起こるため、シフトの快適性の低下及びシフト動作に関与するトランスミッション部材の激しい機械的負担を引き起こす。上記の理由から自動化マニュアルトランスミッションで実際に実現されるシフト時間は常に、なるべく短いシフト時間、なるべく高いシフト快適性及びなるべく小さな部材負荷に関して対立する利害の折衷である。

本発明の根底にあるのは、実際のシフト時間に影響するこれらの要因の一部が定数ではなく、当該の運転状況、所定の車種の個別の車両構造及び快適性やシフト速度に関する様々な運転者要求に左右されるという認識である。従って純理論的には最適なシフトプロセスに影響する量から、これに関する制御プログラムにとってもはや適切にコントロールできないほどの数の適用される組合せが生まれ、それが結局、多数の様々なシフトプロセスと個別のシフト時間、部材負荷及びシフト快適性をもたらす。

さらに様々な種類の自動化マニュアルトランスミッションのトランスミッションメーカーではコスト節減の観点から、これらのすべてのトランスミッション機種に対して各車種、その利用様態、個別の運転状況及び運転者要求を考慮する統一的な制御プログラムを開発することが要望される。

こうした背景のもとで本発明の根底にあるのは、上記の影響要因、例えば運転状態、車両構造及び運転者の出力要求に応じて、状況に適合し、持続時間、シフト快適性及び部材負荷に関して最適なシフト動作を自動化マニュアルトランスミッションで実行できる自動化マニュアルトランスミッションの制御方法を提示する課題である。またこの方法は様々な種類の自動化マニュアルトランスミッションのトランスミッション制御装置で、大幅な変更をせずに利用するのに適していなければならない。

この課題の解決策は主請求項の特徴により明らかであり、発明の有利な実施態様と改良が従属請求項に見られる。

本発明は、シフト動作を決定し又はこれに影響する多数の量から、これに関する制御プログラムでオートマチックトランスミッションの変速比変更過程でのシフト時間、シフト快適性及び部材負荷を決定するシフトプロセスタイプがごく少数しか形成されないという基本思想に基づく。これらのシフトプロセスタイプは様々な要求に関する充足度をほとんど制限しないから、その結果当該の事態に最適に適応したシフト動作又は最適に短く、快適なシフトプロセスが記録される。

そこで本発明は、制御装置により制御されるアクチュエータによって、発進及び／又はシフト用クラッチ並びに／もしくは変速段の選択及び嵌脱のためのトランスミッション要素が、現在の量並びに運転状況及び運転者の出力要求を代表する量に応じて操作される自動化マニュアルトランスミッションの制御方法から出発する。

上記の課題の解決のために、方法の第１のバリエーションによれば下記の手順が定められる。
即ち
−シフト動作に影響する入力量を検出し、
−入力量を正規化して正規化入力量とし、
−正規化入力量を重み係数で重みづけし、
−正規化し、重みづけした入力量を加算し、
−正規化し、重みづけした入力量を加算及び／又は乗算して中間量とし、
−中間量をそれぞれシフトプロセスタイプを代表する複数の所定の数値範囲に分類し、
−確定されたシフトプロセスタイプに割り当てられたアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムによりアクチュエータを操作してシフト動作を行う
のである。

この手法によってクラッチの作動のため及び／又は選択及びシフト動作のためのアクチュエータは、運転状況及び運転者の出力要求に依存するだけでなく、さらに車種及びその利用様態を考慮する量に応じて制御及び／又は調整されることとなる。こうしてこの方法は各種の自動化マニュアルトランスミッションのための種々のトランスミッション制御装置でプログラムモジュールとして利用され、コストを節減することができる。

方法の第２のバリエーションによれば下記の手順が定められる。
即ち
−シフト動作に影響する入力量を検出し、
−入力量を正規化して正規化入力量とし、
−正規化入力量を重み係数で重みづけし、
−正規化し、重みづけした入力量を加算し、
−正規化し、重みづけした入力量を加算及び／又は乗算して中間量とし、
−中間量を変更係数として利用し、これを少なくとも１個のアクチュエータの作動制御のためのアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムと組み合わせ、
−変更係数によって適応させたアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムによって少なくとも１個のアクチュエータを作動することにより、シフト動作を行う。

この方法も前記の方法のバリエーションと同じ利点があるが、この場合は上記の中間量がアクュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムと直接組み合わされ、このためトランスミッション制御装置の記憶容量と場合によっては計算時間も節約される。

添付の図面に基づき、本発明がよく説明される。

図１及び図２が明らかにするように、本発明に基づき設計されたトランスミッション制御プログラムのプログラムループを使用するとき、入力量１として多数の運転状況関連量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｘが利用可能である。

本発明に基づく方法の２つのバリエーションのために入力量１として、例えばアクセルペダル操作角、アクセルペダルのキックダウンスイッチの操作状況、車両の常用ブレーキの操作状態に関するブレーキ作動信号、車速又はそれと同等の量、車両縦加速、車両横加速、走行抵抗、車道傾斜角、現在挿入されているギヤ、現在の運転状況のためのトランスミッションの目標ギヤ、車両駆動機関の現在のエンジントルク及びクラッチの熱負荷状態の指標としてのクラッチ温度が総和的又は択一的に運転状況パラメータとして利用される。車両状態のパラメータとして現在の車両重量も評価に加えることが好ましいと判断される。

これらの入力量１は周知のようにセンサによって直接測定されるか、又は測定された補助量から計算される。例えばトランスミッション出力回転数から車速を決定することが知られている。

次に入力量１の値を計算段階２で正規化する。その場合これらの入力量をそれぞれ割り当てられた又は予定された最大値で割る。図１及び図２で当該の計算段階２は「基準」の名称でも表示されている。

続いて、方法の２つのバリエーションにおいて、正規化入力量の値にとりわけ個別の重み係数３（「係数」）がそれぞれ掛け算される。２つの図で当該の乗算段階４によってこれが明示されている。

重み係数３は、車種、トランスミッション機種、駆動機関の出力特性及び／又はドライブトレイン構成を特徴づける数値である。なおドライブトレイン構成を特徴づける値は、前輪又は後輪駆動を有するか、四輪駆動を装備するかを示す。

この重み係数３によって、例えばなるべく急速な又はなるべく快適なシフト動作の実現のための個々の入力量１の意義がやや過大に強調され、又は中程度に評価され、又はほとんど無視されるように、上記の正規化入力量が加重される。

そのために重み係数３は、自動化マニュアルトランスミッションが乗用車、トラック、その他の商用車のいずれで利用されるかも考慮できるように構成されている。発明をさらに発展させて、重み係数３が、商用車が長距離トラック、市内配送車、観光バスまたはオフロード車のとして形成されているかも特徴づけるならば有利であると判断される。

続いて入力量１の正規化され重みづけされた値は、図１に示す方法の第１のバリエーションでは各プログラムループの加算段階５で加算されて中間値となり、次いで分類段階８へ送られる。前述のように計算された中間値６はこの分類段階８で、複数のあらかじめ定められ、分類領域記憶装置７（「領域」）に記憶された分類領域の１つに割り当てられる。分類領域記憶装置７のこの分類領域の各々にシフトプロセスタイプ９が割り当てられるから、分類段階８の初期値は複数のシフトプロセスタイプの１つである。

シフトプロセスタイプ９の決定のための分類領域の範囲はとりわけ車種、トランスミッション機種、駆動機関の出力特性及び／又はドライブトレイン構成に応じて選定される。

図２が明らかにしているように、入力量１の正規化され重みづけされた値は乗算段階によって互いに掛け合わされて、中間値６を形成することもできる。図示しないが、入力量１の正規化され重みづけされた値を互いに乗算、加算及び／又は減算することができる方法の第３のバリエーションも同じく本発明に包含される。

独立請求項１によって定義された方法のバリエーションによれば、各シフトプロセスタイプ９にアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムが割り当てられ、これによってトランスミッションのアクチュエータ及び／又はクラッチが制御され、こうして変速比変更過程が実行される。

シフトプロセスタイプ９の決定の後に、本発明に基づき図１及び図２により構成されたプログラムループの使用は終了段階１０への到達によって終了され、新たな第１の手順で入力量１の評価を再開することによって、今まさに始まった変速比変更過程を続行するか、もしくはシフトの快適性及び／又はシフト動作の持続時間に関して変更することができる。

独立請求項２により定義された方法の第２のバリエーションによれば、中間量６を離散的変更係数として利用し、少なくとも１個のアクチュエータの作動によりシフト動作が行われるように、この変更係数と少なくとも１個のアクチュエータの作動制御のためのアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムとを組み合わせることもできる。

変更係数としての中間量６のこのような組合せの結果、例えばクラッチ締結過程が数学的関数に従ってより急速又はより緩慢に行われるように、アクチュエータ作動速度の勾配に影響する量を直接変化することができる。この中間量が変更係数として、２つのシフトバルブのうち、上記の作動速度を先行の値に比して例えば絶えず増加する第２のバルブを開放するように働くことも考えられる。

方法の第１のバリエーションによるトランスミッション制御装置のデータ処理プログラムのデータフローチャートの概要図を示す。 方法の第２のバリエーションによる図１と同様の図を示す。

符号の説明

１ 入力量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｘ
２ 入力量の正規化
３ 重み係数
４ 乗算段階
５ 加算段階
６ 中間量
７ 分類領域記憶装置
８ 分類段階
９ シフト操作タイプ
１０ プログラムループの終了
１１ 乗算段階

Claims (8)

1. 制御装置により制御されるアクチュエータによって、発進及び／又はシフト用クラッチ並びに／もしくはギヤの選択及び嵌脱のためのトランスミッション要素が、現在の量並びに走行状況及び運転者の出力要求を代表する量に応じて操作される自動化マニュアルトランスミッションの制御方法において、下記の手順
   即ち
   −シフト動作に影響する入力量を検出し、
   −入力量を正規化して正規化入力量とし、
   −正規化入力量を重み係数で重みづけし、
   −正規化し、重みづけした入力量を加算し、
   −正規化し、重みづけした入力量を加算及び／又は乗算して中間量とし、
   −中間量をそれぞれシフトプロセスタイプを代表する複数の所定の数値範囲に分類し、
   −確定されたシフトプロセスタイプに割り当てられたアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムによりアクチュエータを作動することによってシフト動作を行う
   ことを特徴とする方法。
2. 制御装置により制御されるアクチュエータによって、発進及び／又はシフト用クラッチ並びに／もしくはギヤの選択及び嵌脱のためのトランスミッション要素が、現在の量並びに運転状況及び運転者の出力要求を代表する量に応じて操作される自動化マニュアルトランスミッションの制御方法において、下記の手順
   即ち
   −シフト動作に影響する入力量を検出し、
   −入力量を正規化して正規化入力量とし、
   −正規化入力量を重み係数で重みづけし、
   −正規化し、重みづけした入力量を加算し、
   −正規化し、重みづけした入力量を加算及び／又は乗算して中間量とし、
   −中間量を変更係数として利用し、これを少なくとも１つのアクチュエータの作動制御のためのアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムと組み合わせ、
   −変更係数で適応させたアクチュエータ制御量及び／又は制御アルゴリズムにより少なくとも１個のアクチュエータを作動することによってシフト動作を行う
   ことを特徴とする方法。
3. 入力量としてアクセルペダル操作角、アクセルペダルのキックダウンスイッチの作動状況、車両の常用ブレーキの操作状態に関するブレーキ操作信号、車速又はこれと同等の量、車両縦加速、車両横加速、走行抵抗、車道傾斜角、現在挿入されているギヤ、現在の運転状況に対するトランスミッションの目標ギヤ、車両駆動機関の現在のエンジントルク、クラッチの熱負荷状態の指標としてのクラッチ温度及び／又は現在の車両重量を総和的又は択一的に検出又は決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 重み係数が、車種、トランスミッション機種、駆動機関の出力特性及び／又はドライブトレイン構成を特徴づける量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 重み係数が、自動化マニュアルトランスミッションが乗用車又はトラック又はその他の商用車で利用されるかを考慮することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 重み係数が、商用車が長距離輸送トラック又は市内配送車又は観光バス又はオフロード車として形成されているかを特徴づけることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
7. 重み係数に当該の正規化入力量を乗算することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. シフト操作タイプの決定のために、車種、トランスミッション機種、駆動機関の出力特性及び／又はドライブトレイン構成に応じて分類領域の範囲を選定することを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の方法。

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