JP2014517236A - 変速機の自動化されたシフトプロセスの制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、アクセルペダルにより制御される自動車の内燃機関を備えたパワートレインに設けられている変速機の、変速機入力軸と変速機出力軸との間に配置されている２つのギア間におけるシフトプロセスを、目下係合しているギアと、新たに係合させられるギアとの間のシフト経路に沿って、同期装置の同期閾値を克服しつつ、変速機アクチュエータによって、予め設定される同期力により移動させられるシフトエレメントを介して制御する方法に関する。このシフトプロセスの実施を、スポーティで快適なシフト用に改良するために、同期力を、変速機入力軸と、変速機出力軸との間の回転数差勾配の、目標値からの偏差に基づいて調節する。

Description

本発明は、アクセルペダルにより制御される自動車の内燃機関を備えたパワートレインに設けられている変速機の、変速機入力軸と変速機出力軸との間に配置されている２つのギア間のシフトプロセスを、現在係合しているギアと、新たに係合させられるギアとの間のシフト経路に沿って、同期装置の同期閾値を克服しつつ、伝動装置アクチュエータによって、予め設定される同期力により移動させられるシフトエレメントを介して制御する方法に関する。

同期装置を備えた自動変速機、例えば自動化された手動変速機又はデュアルクラッチ変速機におけるシフトプロセスを制御する方法は、例えば国際公開第２００６／０７４６２１号において公知になっている。上記シフトプロセスを実施するために、ギアの同時の係合解除及び係合用の有利な装置が、例えば独国特許出願公開第１０２０６５６１号明細書において、「アクティブインタロック（Active Interlock）」として公知になっている。シフト経路に沿ってシフトエレメントにより係合させられかつ係合解除される２つのギアをシフトする、つまり切り換えるために、シフトエレメントを操作する変速機アクチュエータ、例えばアクティブインタロックアクチュエータが、駆動力を加える。この駆動力は同期装置に、新たに係合するギアの同期装置における同期プロセス中に同期力を加える。シフト経路に亘る同期力の値及び推移により、特に一回のシフトの迅速性及びシフト快適性が付与される。一般的に、同期力は、換えられたギア（１−２、２−３等）に基づき、同期したい回転数差、及び例えばアクセルペダル位置を介して算出される走行状況に基づき選択され、かつ一定に保持される。

さらに、同期装置を含めたシフトエレメントの回転数差及びパラメータから、予定される同期期間における同期力を推測し、上記時間が経過すると直ぐに同期力を高めることが公知になっている。この構成において、小さな同期力の場合には、同期プロセスを常に確実に終わらせることができる。同期期間を延長するノイズといった干渉が発生すると、上記方法は、干渉に対するシフト実行の持続的な適合には繋がらず、むしろ干渉が持続的に存在する場合には毎回、まず予定された同期期間が過ぎる必要があり、その後、反応が起こる。

変速機アクチュエータにおける及びシフトエレメントを含む変速機のインナシフト（Innenschaltung）における摩擦及び同期装置は、耐用年数（例えば摩耗）に関しても、温度（油粘性、摩擦）に関しても激しい変動にさらされている。したがって、実際に加えられている同期力、及びこの同期力から発生する同期モーメントは、同様に可変であり、同期プロセスは、したがって同期期間及び快適性に関して劣悪に再現可能である。特に変化する同期時間は、シフト実行の調和及び制御、例えば内燃機関と変速機との間のパワートレインに設けられている摩擦クラッチの始動制御全体に、シフトプロセス中に影響を与えるので、シフト快適性に不都合に作用する。

この構成において、シフトエレメントに作用する実際に加えられている同期力は、直接的に検出することはできないので、変速機アクチュエータの機能を模倣するモデルに基づいて決定される。したがって、同期力の直接的なフィードバック、ひいてはパラメータバリエーション、及び、例えば変速機における引きずりモーメントといった干渉量の直接的な補償のために、同期力の調整は可能でない。

本発明の目的は、特に変速機のシフト快適性の改良を背景にして、シフト実行を制御する方法の有利な改良である。

上記目的は、アクセルペダルにより制御される自動車の内燃機関を備えたパワートレインに設けられている変速機の、変速機入力軸と変速機出力軸との間に配置されている２つのギア間のシフトプロセスを、現在係合しているギアと、新たに係合させられるギアとの間のシフト経路に沿って、同期装置の同期閾値を克服しつつ、変速機アクチュエータによって、予め設定される同期力により移動させられるシフトエレメントを介して制御する方法により達成され、本発明においては、同期力を、変速機入力軸と変速機出力軸との間の回転数差勾配の、目標値からの偏差に基づいて調節する。この提案した方法により、同期力の制御を、変化する変速機アクチュエータ、内部シフト、同期装置及び変速機の特性に、シフト実行中に常に適合させることができる。

この構成において目標値を、少なくともアクセルペダルのアクセルペダル値、並びに新たに係合されたギアの目標回転数及び実際の回転数から、ギア間の変速比の差を考慮して算出された一方の変速機軸の回転数差に基づいて算出する。付加的に、例えば目標値を、自動車の実際に調節された走行モードに基づいて算出することができる。この目標値は、例えばドライバによって設定することができ、及び／又はドライバの走行形式から導き出された調整パラメータにより自動化して算出することができる。

シフト中に最新に更新される、回転数勾配差の算出が特に有利であってよく、その結果、時間及び／又は場所に基づいて、シフト経路若しくはシフト時間を、変化する同期力に合わせることができる。この構成において、例えば運転温度に基づく短時間のシフト力の効果的な適合、又は例えば摩耗に起因した長時間に亘るシフト力の効果的な適合が、シフト力推移に亘って設定されていてよい。同期力への短時間の有効な影響と、長時間に亘たる有効な影響とを区別するために、自動車のさらなる運転パラメータ、例えば運転温度、走行出力、シフトの損壊表示等を検知し、評価することができる。回転数勾配差に基づく回転数差の算出は、シフトプロセスのシンクロ段階の開始時に算出されると、十分であることが分かった。

目標値から、例えばハードウェア側の変速機条件、例えばシフトに関係した変速機入力軸の質量慣性、例えばアクティブインタロックアクチュエータの係止力（Rastierkraft）といった、変速機アクチュエータの操作力、同期化の効率の逆数に有効に対応する適合可能な同期パラメータ等に基づいて、目標同期力を算出することができる。この目標同期力により、変速機アクチュエータは制御される。この構成において、変速機アクチュエータによる上記目標同期力の調節時に、上記シフト実行、特に、新たに係合させられるギアのその同期プロセスは、実際の回転数勾配差及び目標値の差を介して比較される。例えば目標値及び／又は目標同期力の臨界閾値（Bedenklichkeitsschwelle）を超過した場合、同期パラメータを、目標値及び／又は目標同期力の偏差の量に基づいて適応させることができる。例えば実際の回転数勾配差が、目標値よりも大きい場合、効率の逆数、つまり同期パラメータは、小さい値の方向に適応される。

シフト進行を制御するための制御ルーティン１のブロック図である。

本発明を唯一の図面に基づいて詳細に説明する。

この図面は、現在係合しているギアが係合解除された後に、新たに係合されるギアのシフト用のシフトプロセスを制御するための制御ルーティン１のブロック図を示す。制御ルーティン１のブロック２において、同期力Ｆｓｙｎｃは、同期モーメントＭｓｙｎｃ及び同期パラメータ、並びに例えばブロック３に格納される、変速機アクチュエータ（例えば係止力）及び変速機（例えば変速機入力軸の質量慣性）のハードウェア依存性から計算される。この実施の形態において、同期パラメータは、ブロック４において算出された、回転数差偏差といった回転数差勾配として単位時間毎に設定されている。同期パラメータは、同期時間Ｔｓｙｎｃ、同期開始時（Ｎｄｉｆｆ＠ＳｙｎｃＳｔａｒｔ）における回転数差及び係合されるギア用の検出量、並びにアクセルペダルのアクセルペダル位置から導き出されるドライバの要求、場合によってはドライブモード、及び必要に応じて他の影響を考慮して導き出された目標回転数差ＮＤｉｆｆＴｇｔ、に基づいて決定される。さらに、目標回転数差から、同期力の目標値が導き出される。ブロック５において、回転数差勾配は、同期パラメータの形式の特性曲線として保存され、同期パラメータの目標値としての特性曲線と比較される。例えば現に算出された同期パラメータ及び目標値の、臨界閾値に基づいて検査された著しい偏差が発生した場合、同期パラメータはブロック６において適応し、例えば不揮発性メモリに保存されて、例えば摩耗により変更された同期パラメータの値を、直後のシフトプロセスのために、場合によっては新たな適合までに迅速に提供する。

同期パラメータを介してブロック２において得られた同期力は、変速機アクチュエータといったアクチュエータ装置の制御のための目標値として、ブロック７において働く。これと並行して、ブロック８において、対応する特性曲線を使用して、同様にブロック７において提供される同期速度Ｖｓｙｎｃを決定することができる。

１ 制御ルーティン
２ ブロック
３ ブロック
４ ブロック
５ ブロック
６ ブロック
７ ブロック
８ ブロック
Ｆｓｙｎｃ 同期力
Ｍｓｙｎｃ 同期モーメント
ＮＤｉｆｆＴｇｔ 目標回転数差
Ｎｄｉｆｆ＠ＳｙｎｃＳｔａｒｔ 同期開始時の回転数差
Ｔｓｙｎｃ 同期時間
ｖｓｙｎｃ 同期速度

Claims (5)

1. アクセルペダルにより制御される自動車の内燃機関を備えたパワートレインに設けられている変速機の、変速機入力軸と変速機出力軸との間に配置されている２つのギア間におけるシフトプロセスを、目下係合しているギアと、新たに係合させられるギアとの間のシフト経路に沿って、同期装置の同期閾値を克服しつつ、変速機アクチュエータによって、予め設定される同期力により移動させられるシフトエレメントを介して制御する方法であって、
   前記同期力を、前記変速機入力軸と、前記変速機出力軸との間の回転数差勾配の、目標値からの偏差に基づいて調節することを特徴とする、シフトプロセスを制御する方法。
2. 前記目標値を、アクセルペダルのアクセルペダル値と、新たに係合させられるギアの目標回転数及び目下の回転数から、ギア間の変速比の差を考慮して算出された一方の変速機軸の回転数差と、に少なくとも基づいて算出することを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記目標値を、前記自動車の現在調節されているドライブモードに基づいて算出することを特徴とする、請求項２記載の方法。
4. 前記回転数差勾配を前記シフトプロセス中に、継続して更新することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記回転数差を、シフトプロセスの同期段階の開始時に算出することを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。

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