JP2913274B2

JP2913274B2 - 自動車の自動変速機のシフト装置における係合及び切離し可能な摩擦結合装置の制御方法

Info

Publication number: JP2913274B2
Application number: JP8111800A
Authority: JP
Inventors: トーマス・クル; フランク・テイーツエ
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: GB2299634A; GB9606778D0; FR2732431A1; KR100192606B1; GB2299634B; DE19511897A1; FR2732431B1; CN1135027A; JPH09144865A; US5790967A; KR960034814A; DE19511897C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の自動変速機の
シフト装置の変速機要素の間の係合及び切離し可能な摩
擦結合装置即ちクラツチ及びブレーキを操作する圧力媒
体操作器の動作圧力を制御する際、シフト用のシフト信
号が生ずると、動作圧力の目標値が、電子制御装置によ
る電磁調整弁の駆動によつて、シフト時間の充填段階に
おいて時間に関する所定の経過に従つて設定され、操作
器の動作圧力及び接続されている調整弁の出力圧力が同
じ接触圧力を持つ時点に、充填段階が終了される、自動
車の自動変速機のタービン羽根車装置における係合及び
切離し可能な摩擦結合装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような方法は、未公開のドイツ連邦
共和国特許出願第Ｐ４４３２８５０号に提案されてい
る。この方法では、シフトの際関与する２つの摩擦結合
装置の４つのシフト状態しかも２つの定常シフト状態及
び２つの非定常シフト状態を制御するため、電子制御装
置により駆動される１つの電磁制御弁又は調整弁のみを
使用しさえすればよいようにすることをねらつている。

【０００３】電子制御される変速機では、シフトの際係
合する摩擦結合装置が電磁弁を介して駆動される。この
電磁弁は、摩擦結合装置の充填及び引続く駆動のために
必要な圧力を設定する。電磁弁は大抵の場合比例弁又は
パルス幅変調される弁である。電子装置は充填の終りに
おける圧力高さについての応答を受けない。この圧力高
さ従つてそれに伴う接触トルクは、シフトの快適さに著
しい影響を及ぼす。シフトのしばしば存在する調整は、
シフト開始のこの範囲に影響を及ぼさない。なぜなら
ば、この調整は充填後における回転数経過しか修正でき
ないからである。

【０００４】シフト開始における快適さは、接触段階に
おける充填過剰の精確な設定によつて最適化されねばな
らない。そのためには、実際に存在する圧力の逆推論を
可能にする量が必要である。

【０００５】圧力センサの使用は費用を要して高価であ
る。更に摩擦係数又は係合する摩擦結合装置の押戻しば
ね力の公差も検出できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は、大体において、圧力センサを使用する必要
なしに、シフトの始めにおける快適さを最適にすること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、充填段階における所定の目標値経過
が、摩擦結合装置の伝達トルクＭ_Ｋｕｐの実際値Ｍ
_Ｋｕｐ−_ｉｓｔと目標値Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌとの間の偏
差ｄＭに対応する圧力差ｄｐに関係して形成される修正
値ｐ_ｋｏｒにより付加的に決定され、伝達トルクＭ
_Ｋｕｐの目標値Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌが、所定の目標値経
過の目標圧力値と、摩擦結合装置の幾何学的寸法に関係
する幾何学係数ｋＫｕｐとから、条件（１）Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌ＝ｋ_Ｋｕｐ＊ｐ_ｓｏｌｌ（７）に従つて形成され、伝達トルクＭ_Ｋｕｐの実際値Ｍ
_Ｋｕｐ−_ｉｓｔが、変速機入力軸のトルクＭ_Ｔと回転質
量θの慣性トルクＭ_θとから、条件（２）Ｍ_Ｋｕｐ−_ｉｓｔ＝Ｍ_Ｔ＋Ｍ_θ に従つて形成され、回転質量の慣性トルクＭ_θが、回転
質量θと変速機入力軸の回転数ｎ_Ｔとから、条件（３）Ｍ_θ＝２＊π＊θ＊（ｄｎ_Ｔ／^ｄｔ）に従つて形成され、変速機入力軸のトルクＭ_Ｔが、駆動
機関の回転数ｎ_Ｍｏｔと、変速機入力軸に結合される流
体トルクコンバータのタービン羽根車の回転数ｎ_Ｔと、
付属するパラメータとしての機関回転数ｎ_Ｍｏｔ及びタ
ービン羽根車回転数ｎ_Ｔを持つコンバータ特性曲線λ
と、トルクコンバータの定数κとから、条件（４）Ｍ_Ｔ＝κ＊λ＊（ｎ_Ｍｏｔ）^２に従つて形成され、動作圧力ｐの圧力差ｄｐが、伝達ト
ルクＭ_Ｋｕｐのトルク偏差ｄＭと摩擦結合装置Ｋｕｐの
幾何学係数ｋ_Ｋｕｐとから、条件（５）ｄＰ＝ｄＭ／ｋ_Ｋｕｐに従つて求められる。

【０００８】本発明による方法では、摩擦結合装置の充
填圧力が接触トルクを介して検出される。目標充填圧力
で摩擦結合装置が伝達せねばならないトルクＭ_Ｋｕｐ−
_ｓｏｌｌは、実際に作用するトルクＭ_Ｋｕｐ−_ｉｓｔと
比較される。トルクを直接測定するセンサは、大量使用
にはまだ適していない。従つてトルクが、変速機入力軸
においてトルクコンバータを介して求められる。そのた
めに、トルクコンバータの入力端及び出力端における回
転数が必要になる。これらの回転数に関する信号は、機
関回転数ｎ_Ｍ及びタービン羽根車回転数ｎ_Ｔについて電
子制御装置に存在する。コンバータ特性曲線λ＝ｆ（ｎ
_Ｍ，ｎ_Ｔ）及びトルクコンバータ定数κを介して、トル
クコンバータのタービン羽根車のトルクを求めることが
できる。即ちＭ_Ｔ＝κ＊λ＊（ｎ_Ｍ）^２。回転数は比較
的強く変動するので、フイルタにかけるのがよい。トル
クコンバータ出力端と係合する摩擦結合装置との間で、
一般に回転質量θも加速される。従つて摩擦結合装置に
おけるトルクを精確に求めるため、この回転質量のトル
クＭ_θも一緒に考慮せねばならない。これは、タービン
羽根車回転数の測定される勾配Ｍ_θ＝２＊π＊θ＊（ｄ
ｎ_Ｔ／ｄｔ）を介して行われる。

【０００９】従つて係合する摩擦結合装置により実際に
伝達されるトルクＭ_Ｋｕｐ＝Ｍ_Ｔ＋Ｍ_θが得られる。係
合する摩擦結合装復の目標トルクＭ
_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}は、充填過剰Ｐ_ｆｕｌｌ及び幾何学係
数ｋ_Ｋｕｐを介して求められる。即ちＭ
_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}＝ｋ_Ｋｕｐ＊Ｐ_ｆｕｌｌ。実際トルク
及び目標トルクにより、トルク偏差ｄＭ及び圧力偏差ｄ
Ｐが得られる。即ちｄＭ＝Ｍ_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}−Ｍ
_Ｋｕｐ−_ｉｓｔ及びｄｐ＝ｄＭ／ｋ_Ｋｕｐ。偏差は平均
値形成を介して求められる。検出時間中に偏差が、制御
の各時間段階に対して加算される。検出後、加算された
値が段階の数により割り算される。充填後に圧力があま
り著しく変化しないシフトでは、トルク検出の時間を適
当に延長することができる。このトルク検出の時間を延
長するため、請求項２による手段がとられる。即ち動作
圧力の接触圧力値から生ずる摩擦結合装置の伝達トルク
に等しいか又はこれより僅か高い変速機入力軸の低いト
ルクでは、シフト時間の充填段階に続く回転数適応段階
において修正値が、時間に関する動作圧力の第２の所定
の目標値経過を付加的に決定し、この第２の所定の目標
値経過が、駆動機関トルク及び変速機出力回転数に関係
し、回転数適応段階において修正値を形成するために、
摩擦結合装置の伝達トルクの目標値Ｍ _{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}
が、次の条件（１ａ）Ｍ_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}＝ｋ_Ｋｕｐ＊ｐ_ｓｏｌｌ（１１）で考慮され、ここでｐ _ｓｏｌｌ（１１）は、第２の所定
の目標値経過に従う動作圧力の現在の目標値に等しく、
充填段階及び回転数適応段階において請求項１の条件
（１）を除いて条件（２）ないし（５）で修正値が形成
される。このようなトルク検出時間の延長により確実な
結果が得られる。切離される摩擦結合装置は、検出中
に、付加的なトルクにより結果に誤りを生じてはならな
い。これは、一方向クラツチなしのシフトの際、係合す
る摩擦結合装置の接触トルクが機関トルクとトルクコン
バータ変換比との積より大きい場合に、保証される。こ
の湯合充填が終了すると、一方向クラツチが切離され
る。一方向クラッチなしのシフトの際、切離される摩擦
結合装置は適時に圧力媒体を排出されねばならない。上
述した条件からわかるように、新しい値の学習は、小さ
いトルクにおいてのみ有意義である。適当な負荷でのシ
フトの際得られる修正値は、異なる負荷でのシフトへ転
用することができる。異なるシフトへの圧力修正値の転
用も可能である。これは、特定のシフトにおいて適応が
可能でない場合に有意義である。なぜならば、この場合
トルクコンバータは常に直結されているからである。学
習された修正値は、電子制御装置の記憶装置において加
算されて修正値Ｐ_ｋｏｒにされる。アルゴリズムを外乱
に対して不感にするために、全値を加算するのではな
く、減衰係数ｋ_Ｄだけ減少するのが有意義である。即ち
ｐ_ｋｏｒ＝ｋ_Ｄ＊ｄｐ。不揮発性記憶装置における記憶
が有利なので、電源の切離し後も値がなお利用可能であ
る。

【００１０】従つて本発明による方法では、後続のシフ
トのための充填圧力が学習アルゴリズムを介して修正さ
れることが重要である。修正は、接触段階において係合
する摩擦結合装置が伝達するトルクを介して行われる。
本発明による方法では、係合する摩擦結合装置のトルク
は、変速機入力軸のトルクを介して検出される。小さい
入力トルクにおける検出時間は、シフトの回転数変化が
行われる段階へ拡大される。本発明による方法では、変
速機入力軸のトルクは、トルクコンバータと摩擦結合装
置との間の質量慣性トルクで付加的に修正される。本発
明による方法において、切離される摩擦結合装置が学習
段階中トルクを伝達しないと、有利である。これは、一
方向クラツチの使用により、しかも変速機入力トルクが
係合する摩擦結合装置の接触トルクより小さいことによ
り保証され、その際摩擦結合装置の適時の圧力媒体排出
が必要である。更に本発明による方法では、トルクの検
出がトルクコンバータの回転数を介して行われ、フイル
タによりトルク信号が平滑にされることが重要である。
本発明による方法では、シフトの結果を、（例えばトル
クコンバータが直結されるため）学習が不可能な他のシ
フトへ転用することができる。

【００１１】

【実施例】図面に示されている実施例に基いて本発明を
以下に説明する。図１の（ａ）によれば、時点ｔ_０にシ
フト信号が生ずると、これにより時点ｔ_０で始まりかつ
時点ｔ_３（この時点で変速機入力回転数ｎ_Ｔが新しい時
点に対する新しい回転数値へ達する）で終るシフト時間
Ｔの充填段階８において、動作圧力ｐ_Ｋｕｐが、電磁圧
力調整弁の駆動により、所定の目標値経過７に従つて設
定され、この圧力調整弁から出力される圧力ｐ
_{Ｖｅｎｔｉｌ}−_ｉｓｔは経過１２をとり、摩擦結合装置
の操作器に設定される動作圧力ｐ_Ｋｕｐは経過１３をと
る。時点ｔ_１に動作圧力ｐ_Ｋｕｐ及び調整弁の出力圧力
ｐ_{Ｖｅｎｔｉｌ}は同じ接触圧力値１０に達するので、変
速機入力回転数ｎ_Ｔが変化し、シフト時間Ｔの回転数適
応段階９が充填段階８に続き、新しい速段に対応する回
転数値へ時点ｔ_３に達すると（図１の（ｂ）参照）、こ
の回転数適応段階９が終る。図１の（ａ）に示すよう
に、経過７と１２は比較的大きく離れている。図１の
（ｃ）には、変速機入力トルクＭ_Ｔ（トルクコンバータ
のタービン羽根車のトルク）、摩擦結合装置_Ｋｕｐの伝
達トルクの目標値Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌ、回転質量の質量
慣性トルクＭ_θの経過が示され、トルク偏差ｄＭの求め
方も示されている。

【００１２】図２には、目標値経過７及び１１の本発明
による修正によつて、クラツチ操作器における動作圧力
の経過及び調整弁圧力の経過の適応がどのように行われ
るかが明らかにされている。

【００１３】図３による本発明の実施例がブロツク線図
で示されている。この実施例は、コンバータ特性曲線１
４、機関ｎ_Ｍの２乗を形成する掛け算個所１５、ゲイン
κを考慮するための比例紫子１６、比例素子１６の出力
量とコンバータ特性曲線の出力量λからトルクコンバー
タトルクＭ_Ｔを計算する掛け算個所１７を含んでいる。
更にタービン羽根車回転数ｎ_Ｔを微分する微分素子１
８、微分されたタービン羽根車回転数から慣性トルクＭ
_θを形成する比例素子１９、トルクコンバータトルクＭ
_Ｔと慣性トルクＭ_θとを加算して伝達トルク実際値Ｍ
_Ｋｕｐ−_ｉｓｔを形成する加算個所２０、クラツチの圧
力から伝達トルク目標値Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌを形成する
比例素子２１、トルク偏差ｄＭを形成する加算個所２
２、及び偏差を加算する積分素子２３が使用されてい
る。破線の長方形２４により、偏差収集後の計算を行う
装置が示されている。この装置は、平均化素子２５、減
衰用フイルタ２６、及び種々のシフトの偏差を加算する
積分素子２７とから成つている。

【００１４】積分素子２７の出力は、現在のシフトにお
いて、加算個所２８を介してクラツチ圧力に加算され
る。更に弁特性曲線２９及び変速機の動作用液圧及び機
械装置３０が示されている。

【００１５】図３及び図４ないし６に関連して次の過程
が生ずる。まず係合する摩擦結合装置は圧力ｐ_ｆｕｌｌ
を印加される。この圧力を発生する弁流量Ｉ_ＲＶが弁特
性曲線図で求められる。液圧及び機械装置を介して機関
回転数ｎ_Ｍ及びタービン羽根車回転数ｎ_Ｔが設定され
る。これらの回転数が測定される。滑りｎ_Ｍ／ｎ_Ｔに関
係するコンバータ特性曲線λにより、トルクコンバータ
タのトルクコンバータ出力端のトルクコンバータ側のト
ルクＭ_Ｔを求めることができる。係合する摩擦結合装置
の実際トルクＭ_Ｋｕｐ−_ｉｓｔを計算するため、更にタ
ービン羽根車回転数ｎ_Ｔの微分を介して、摩擦結合装置
とタービン羽根車との間の部分の慣性トルクＭ_θを求め
ねばならない。それから係合する摩擦結合装置の実際ト
ルクＭ_Ｋｕｐ−_ｉｓｔが目標トルクＭ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌ
と比較される。目標トルクは圧力ｐ_ｆｕｌｌを介して求
められる。現在のシフトにおいて、偏差ｄＭが加算され
る。シフト中における実際のデータ収集後、偏差の和が
評価される。データ収集期間にわたる平均値の形成及び
濾波を介して、圧力修正の変化ｄ_ｐｆが求められる。こ
れが、以前のシフトの存在する修正値Ｐ_ｋｏｒに加算さ
れる。次のシフトにおいて、圧力ｐ_Ｋがこの値ｐ_ｋｏｒ
で修正される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（ａ）は第１のシフトの際における圧力
の経過を時間に関して示す線図、（ｂ）はこのシフトの
際における変速機入力回転数の経過を時間に関して示す
線図、（ｃ）はこのシフトの際におけるトルクの経過を
時間に関して示す線図である。

【図２】第２のシフトの際における圧力の経過を時間に
関して示す線図である。

【図３】本発明による方法を実施するための装置の実施
例のブロツク線図である。

【図４】図３の装置においてトルク偏差を求めるための
流れ図である。

【図５】図３の装置において修正値を形成するための流
れ図である。

【図６】図３による装置の動作を説明するための流れ図
である。

【符号の説明】

７摩擦結合装置の充填段階における目標値の経過８充填段階９回転数適応段階１０同じ接触圧力１１評価段階

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 63:12 (56)参考文献特開平２−212666（ＪＰ，Ａ) 特開平６−109115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/04 - 61/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の自動変速機のシフト装置の変速
機要素の間の係合及び切離し可能な摩擦結合装置即ちク
ラツチ及びブレーキを操作する圧力媒体操作器の動作圧
力を制御する際、シフト用のシフト信号が生ずると、動
作圧力の目標値が、電子制御装置による電磁調整弁の駆
動によつて、シフト時間の充填段階において時間に関す
る所定の経過に従つて設定され、操作器の動作圧力及び
接続されている調整弁の出力圧力が同じ接触圧力を持つ
時点に、充填段階が終了される、制御方法において、充填段階（８）における所定の目標値経過（７）が、摩
擦結合装置（Ｋｕｐ）の伝達トルク（Ｍ_Ｋｕｐ）に対応
する圧力差（ｄｐ）に関係して形成される修正値（ｐｋ
ｏｒ）により付加的に決定され、伝達トルク（Ｍ_Ｋｕｐ）の目標値
（Ｍ_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}）が、所定の目標値経過（７）の
目標圧力値（３１）と、摩擦結合装置（Ｋｕｐ）の幾何
学的寸法に関係する幾何学係数（ｋ_Ｋｕｐ）とから、条
件（１）Ｍ_{Ｋｕｐ−ｓｏｌｌ}＝ｋ_Ｋｕｐ＊ｐ_ｓｏｌｌ（７）に従つて形成され、伝達トルク（Ｍ_Ｋｕｐ）の実際値（Ｍ_{Ｋｕｐ−ｉｓｔ}）
が、変速機入力軸のトルク（Ｍ_Ｔ）と回転質量（θ）の
慣性トルク（Ｍ_θ）とから、条件（２）Ｍ_{Ｋｕｐ−ｉｓｔ}＝Ｍ_Ｔ＋Ｍ_θ に従つて形成され、回転質量の慣性トルク（Ｍ_θ）が、回転質量（θ）と変
速機入力軸の回転数（ｎ_Ｔ）とから、条件（３）Ｍ_θ＝２＊π＊θ＊（ｄｎ_Ｔ／ｄｔ）に従つて形成され、変速機入力軸のトルク（Ｍ_Ｔ）が、駆動機関の回転数
（ｍ_ＭＯＴ）と、変速機に結合される流体トルクコンバ
ータのタービン羽根車の回転数（ｎ_Ｔ）と、付属するパ
ラメータとしての機関回転数（ｎ_Ｍｏｔ）及びタービン
羽根車回転数（ｎ_Ｔ）を持つコンバータ特性曲線（λ）
と、トルクコンバータの定数（κ）とから、条件（４）Ｍ_Ｔ＝κ＊_λ＊（ｎ_Ｍｏｔ）^２に従つて形成され、動作圧力（ｐ）の圧力差（ｄｐ）が、伝達トルク（Ｍ
_Ｋｕｐ）のトルク偏差（ｄＭ）と摩擦結合装置（Ｋｕ
ｐ）の幾何学係数（ｋ_Ｋｕｐ）とから、条件（５）ｄｐ＝ｄＭ／ｋ_Ｋｕｐに従つて求められることを特徴とする、自動車の自動変
速機のシフト装置における係合及び切離し可能な摩擦結
合装置の制御方法。
【請求項２】動作圧力（ｐ）の接触圧力値（ｐ_１０）
から生ずる摩擦結合装置（Ｋｕｐ）の伝達トルク（Ｍ
_Ｋｕｐ）に等しいか又はこれより僅か高い変速機入力軸
の低いトルク（Ｍ_Ｔ）では、シフト時間（Ｔ）の充填段
階（８）に続く回転数適応段階（９）において修正値
（ｐ_ｋｏｒ）が、時間（ｔ）に関する動作圧力（ｐ）の
第２の所定の目標値経過（１１）即ちｐ＝ｆ
（Ｍ_Ｍｏｔ，ｎ_ａｂ）を付加的に決定し、第２の所定の
目標値経過（１１）が、駆動機関のトルク（Ｍ_Ｍｏｔ）
及び変速機出力回転数（ｎ_ａｂ）に関係し、回転数適応段階（９）において修正値（ｐ_ｋｏｒ）を形
成するために、摩擦結合装置（Ｋｕｐ）の伝達トルク
（Ｍ_Ｋｕｐ）の目標値（Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌ）が、条件（１ａ）Ｍ_Ｋｕｐ−_ｓｏｌｌ＝ｋ_Ｋｕｐ＊ｐ_ｓｏｌｌ（１１）で考慮され、ここでｐ_ｓｏｌｌ（１１）は、第２の所定
の目標値経過（１１）ｐ＝ｆ（Ｍ_Ｍｏｔ，ｎ_ａｂ）に従
う動作圧力（ｐ）の現在の目標値に等しく、充填段階
（８）及び回転数適応段階（９）において条件（１）を
除いて同じ条件（２）ないし（５）で修正値
（ｐ_ｋｏｒ）が形成されることを特徴とする、請求項１
に記載の方法。
【請求項３】１つの時間段階でそれぞれ求められる摩
擦結合装置（Ｋｕｐ）の伝達トルク（Ｍ_Ｋｕｐ）の偏差
（ｄＭ）の多数の値を平均化して、修正値（ｐ_ｋｏｒ）
が形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載
の方法。
【請求項４】修正値（ｐ_ｋｏｒ）が、圧力差（ｄｐ）
と減衰係数（ｋ_Ｄ）とから、条件（６）ｐ _ｋｏｒ＝ｄｐ＊ｋ_Ｄ及び（７）０＜ｋ_Ｄ＜１に従つて形成されることを特徴とする、請求項１ないし
３の１つに記載の方法。