JP2010523909A - 車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するための方法が提案される。この方法において、車両のエンジンの出力限界が達せられることに基づいたシフトアップが禁止され、その際、エンジン回転数（ｎ）は、エンジンの出力限界に達する走行状況が認識された後に、所定の境界値（ｎ_境界値）に定められる。さらにシステム、特に本発明に係る方法を実施するためのシステムが提案される。

Description

本発明は、請求項１または９の上位概念部に詳細に定義する方式による自動トランスミッションの制御および／または調整のための方法およびシステムに関する。

段のあるギア比を有する自動トランスミッションにおいて、最大の許容エンジン回転数に到達したが、その接続ギアにおいてはあまりに少ない出力しか使えるようになっていないという走行状況が現れることがあるというのは自動車技術から公知である。出力不足に基づいて、次に高いギア段のために必要とされる、要求牽引力または望まれる加速能力はエンジンにより調達されない。

前述したこの走行状況は、通常、自動トランスミッションの走行ストラテジーにより認識される。その結果、この走行状況ではシフトアップは阻止される。この走行状況の発生の頻度は、ギアシフトごとのギア比変動が大きいほど増大し、つまりこの走行状況は少ない段数のトランスミッション、例えば六段を有するトランスミッションにおいてのほうが、大きな数の段数、例えば16段を有するトランスミッションにおいてより頻繁である。

そのような走行状況におけるシフトアップの禁止により、それゆえ、車両のエンジンがある長い期間にわたって最大エンジン回転数で運転されるという問題が発生する。全負荷回転数でのエンジンの運転のため効率は低下する。その結果、燃料消費は著しく増大する。そのうえ、高い排ガス量と強度の騒音排出によって環境は損なわれる。更にその上、ドライバーは記載した走行状況においてシフトアップを期待しているので、ドライバーの認容性も減少する。

例えば特許文献１より、自動トランスミッションにおけるギアシフトの制御のための装置が公知である。この公知の装置には、シフトアップを禁止する装置が設けられており、この装置が所定の期間の後にようやくシフトアップを許可あるいは実行する。現在のエンジン回転数が最大エンジン回転数に相当する場合、シフトアップは禁止される。しかしながら、現在の回転数が最大エンジン回転数を越えるとすぐに、シフトアップは作動され、その結果エンジン回転数は再び低下する。したがって、公知の装置においては、最大エンジン回転数を越えることは、シフトアップを行うことによって阻止される。

それゆえ、冒頭に掲げた、次に高いギアにおける出力不足の問題は、公知の装置によって必ずしも解決されない。といのは、公知の装置における次に高いギアへのシフトアップによって、要求牽引力と望まれる加速性能がエンジンから調達され得ないからである。公知の装置において、最高エンジン回転数における運転は許可されるので、その上燃料消費も上昇する。

ドイツ連邦共和国特許出願明細書 DE 197 40 648 A1

そのため、本発明の基礎をなす課題は、冒頭に記載した種類の方法およびシステムを提案することであり、この方法およびシステムでもって、エンジンは、出力不足に基づくシフトアップ禁止下においてもなお、エンジン効率に関して可能な限り最適な領域において運転される。

この課題は、本発明により、方法に関し請求項１の特徴によって、およびシステムに関し請求項９の特徴によって解決される。他の有利な形態は特に下位の請求項から明らかになる。

それゆえに、本発明の基礎をなしている課題は、車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するための方法により解決され、この方法において、車両のエンジンが出力限界に達したことに基づくシフトアップは禁止され、その際、エンジン回転数は、出力限界に達する走行状況が認識された後に、ある所定の消費にやさしい境界値に定められる。

エンジン回転数の制限によって、いわば消費にやさしい全負荷回転数が境界値として前記した走行状況の認識の際にセットされ、その結果、定められた全負荷回転数におけるより良いエンジン効率によって消費が減少するのみならず、ドライバーの認容性も高められる。ドライバーの認容性は、ドライバーが制限されたエンジン回転数に基づいて現在のギアにおいてエンジンの出力不足が存在することを認識し、それゆえこの走行状況においてシフトアップを期待しないことによって高められる。加えて、本発明による方法により、少ない排ガス量と少ない騒音負荷に基づいて、環境負荷も著しく減少される

本発明の可能な実施バリエーションの範囲においては、本発明に係る方法において境界値が、予め定めた車両状態値および／または走行状態値に依存して決定されることが意図され得る。境界値は、有利な方法において例えば、現在のギア比段階、および／または車両速度、および／または走行状況、および／またはドライバー要求、および／またはエンジン状態、および／または走行状況の継続時間に依存して決定されるべきであることが示されている。他の車両状態値または走行状態値が境界値の決定に際して考慮されてもよい。

エンジンが例えば、境界値として定めたエンジン回転数をある走行状況においてすでに越えたときには、現在の回転数が保持されてよく、したがって境界値として決定されて良い。しかし、本来定めた境界値をセットするために、回転数が定められた境界値に戻されることも可能である。

優位には、境界値は最大エンジン回転数より下方に定められ、それによって車両のエンジンの経済的な運転が実現される。走行状況がシフトアップを再び認めるとすぐに、本発明の更なる形態により、境界値が持ち上げられ、エンジン回転数がある所定の値、例えばシフト回転数に導かれ、それによって望まれるシフト過程が実施されることが意図され得る。この状況におけるエンジン回転数調整に関しては、他のストラテジーも可能である。特に、自動トランスミッションにおける定められた走行プログラムが稼働させられた場合である。

本発明の次の形態により、エンジン回転数の境界値の決定が、所定の走行プログラムまたは走行状態においては実行されないことが意図され得る。例えば、マニュアルシフト操作においてであるとか、自動トランスミッションの選択された他の走行プログラムの下においても、エンジン回転数における境界値は決定されないでよい。いわゆるキックダウン運転もこの走行プログラムの一つとみなすことができる。

しかし、稼働されたキックダウン走行プログラムの下においてもまた、出力限界に達した際に、エンジン回転数の境界値が定められてよい。しかし、この状況においては、境界値の決定のためのパラメータは相応して適合され、かつしたがって変更されるべきである。

冒頭に掲げたシフトアップが禁止される走行状況とは関係なく、本発明に係る方法は、最高ギア段および／または後進ギアに達した際の全負荷回転数の制限をも意図している。最高ギア段には、例えばある走行プログラムにおいて走行範囲が、自動トランスミッションのギア段第１段から第３段に制限され定められる場合にも、到達することができる。その場合には、第３段のギア段に達することが、最高許容ギア段に達することとみなされる。

本発明の基礎をなす課題は、車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するシステムによっても解決することができ、このシステムはシフト過程を駆動する装置を備えており、この装置は、車両エンジンの出力限界に達することに基づくシフトアップを禁止する。本発明に従い、システムは、出力限界への到達を認識した後、エンジン回転数をある所定の境界値に定める。これによって、方法において既に述べた利益が生じる。優位には、本発明により提案される装置は、冒頭に記載した方法の実施のために使用される。しかし他の使用範囲もやはり考え得る。

出力、回転数、および燃料消費を回転数に関して表した模範的エンジンダイアグラム エンジン回転数の制限がある場合とない場合の模範的回転数推移のグラフ

以下に本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１には、出力Ｐ、トルクＭおよび燃料消費Ｖがエンジン回転数ｎに関して一のグラフ内に模範的に表されている。

図２に表されるグラフは、エンジンの異なる回転数推移を示している。シフトアップが禁止された場合にエンジン回転数ｎが制限されないエンジンの回転数推移がＡでもって表されている。エンジンの全負荷回転数が低下されない推移Ａは、実線でもって表されている。境界値ｎ_境界値がエンジン回転数ｎにおいて定められる別の回転数推移がＢでもって表されている。推移Ｂは点を伴う線で表されている。最後に、点線推移Ｃが図２のグラフに表されており、この推移Ｃはいつシフトが可能であるかを示している。

回転数推移Ａは、許容されないシフトアップによってエンジン回転数ｎが、毎分2300回転の最大エンジン回転数あるいは全負荷回転数ｎ_ｍａｘに達するまで急勾配で上昇することを示している。次に高いギア段へのシフトアップが再び可能になるやいなや（このことは推移Ｃにおける値1への上昇により示されている）、エンジン回転数ｎは、最終的に毎分1800回転の値に達するまで急に降下する。推移Ａより、エンジン回転数ｎは長い期間毎分2300回転にとどまることが明らかである。この回転数においておよそ225g/kWhの燃料消費が生じる。

本発明に係る方法において、出力不足に基づく次に高いギア段へのシフトアップが不可能である場合、エンジン回転数ｎは所定の境界値ｎ_境界値に定められる。提案される方法によるこの回転数制御は、推移Ｂにより点を伴う線を用いて表されている。推移Ｂにおいて初めは、推移Ａにおけるのと似た上昇が生じる。エンジン回転数の定められた境界値ｎ_境界値が到達されると、回転数は一定にとどまる。この境界値は示される例では毎分2100回転に定められている。シフトアップが許容され、境界値ｎ_境界値が持ち上げられるときようやく、エンジン回転数ｎは短時間で所定のシフト回転数に高められることができ、シフト過程が実行される。次に高いギア段において回転数はおよそ毎分1750回転に低下する。燃料消費は、毎分2100回転の境界値ｎ_境界値においておよそ220g/kWhである。

両推移ＡとＢの比較により、本発明による方法において、全負荷回転数のために境界値ｎ_境界値を使用することにより、回転数推移が長い期間にわたって低下していることが明らかになる。その結果、本発明に係る方法が使用されるかまたは本発明に係るシステムが使用された場合、約2.5%削減された燃料消費がとなる。

Ａ 制限されていない回転数推移
Ｂ 制限された回転数推移
Ｃ シフト
Ｐ 出力
Ｍ トルク
Ｖ 燃料消費
ｎ エンジン回転数
ｎ_境界値 境界値
ｎ_max 最大エンジン回転数

Claims (9)

1. 車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するための方法であって、車両エンジンの出力限界が達せられることに基づいたシフトアップが禁止される方法において、エンジン回転数（ｎ）が、エンジンの出力限界に達する走行状況が認識された後に、所定の境界値（ｎ_境界値）に定められることを特徴とする方法。
2. 境界値（ｎ_境界値）が、車両状態値および／または走行状態値に依存して決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 境界値（ｎ_境界値）が、現在のギア比段階、および／または車両速度、および／または走行状況、および／またはドライバー要求、および／またはエンジン状態、および／または走行状況の継続時間に依存して決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 境界値（ｎ_境界値）が最大エンジン回転数（ｎ_ｍａｘ）より下方に定められることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. エンジン回転数（ｎ）が、境界値（ｎ_境界値）の持ち上げの後に、シフト過程実施のため、切換えるギア段へのシフト回転数に導かれることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. エンジン回転数（ｎ）の境界値（ｎ_境界値）の決定が、自動トランスミッションの所定の走行プログラムにおいては実行されないことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. キックダウン走行プログラムにおいて、境界値（ｎ_境界値）のためのパラメータが変更されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 境界値（ｎ_境界値）の決定が、最高ギア段および／または後進ギアが到達された際に実行されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 車両の多段自動トランスミッションを制御および／または調整するためのシステムであって、このシステムがシフト過程の駆動のための装置を有し、この装置が、車両のエンジンが出力限界に達したことに基づくシフトアップを禁止する特に請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステムにおいて、
   前記装置が、出力限界への到達を認識した後に、エンジン回転数を所定の境界値（ｎ_境界値）に定めることを特徴とするシステム。

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