JP3428654B2 - 自動車用制御ユニット - Google Patents

自動車用制御ユニット

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JP3428654B2 JP50145796A JP50145796A JP3428654B2 JP 3428654 B2 JP3428654 B2 JP 3428654B2 JP 50145796 A JP50145796 A JP 50145796A JP 50145796 A JP50145796 A JP 50145796A JP 3428654 B2 JP3428654 B2 JP 3428654B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念記載の制御ユニットに
関する。オートマチック・トランスミッションを有する
自動車のこのような制御ユニットは、エンジン制御ユニ
ット及びトランスミッション制御ユニットを含んでい
る。これらの制御ユニットには様々な異なる構成のもの
がある。
自動車のオートマチック・トランスミッション及びエ
ンジンのための公知の統合型制御ユニットにおいては、
トランスミッションは、エンジン制御ユニットとは別個
の独自の制御ユニットによって制御される（米国特許第
4945481号明細書）。
段階式変速トランスミッションにおいては、トランス
ミッション制御ユニットは、実質的には次のような機能
を実行しなければならない。すなわち、個々のギアが柔
らかく摩擦もなしにシフトすることを保証するギア・シ
フト制御、コンバータ・ロックアップクラッチの制御、
その都度シフトすべきギアを決定するギアシフト論理演
算、自己診断、そして例えば入出力機能のような基礎機
能である。
無段階式変速トランスミッションの場合、トランスミ
ッション制御ユニットは次のような機能を実行しなけれ
ばならない。すなわち、変速比目標値の調整、始動クラ
ッチ及びコンバータ・ロックアップの制御、変速比目標
値の計算、自己診断の実施、そして基礎機能の制御であ
る。
これより以下においては、段階式変速トランスミッシ
ョンと無段階式変速トランスミッションとに対して同じ
用語を使用することができるように、段階式変速トラン
スミッションのギアシフト制御と、無段階式変速トラン
スミッションにおける変速比目標値の調整とを統一的に
シフト制御と呼び、 そして段階式変速トランスミッションの切り換え論理
演算と、無段階式変速トランスミッションにおける変速
比目標値の計算とを統一的に変速比選択と呼ぶことにす
る。
変速比選択の構成がとりわけ自動車のエンジン及びシ
ャシからのデータに依存する一方で、シフト制御はトラ
ンスミッション専用に構成されなければならないので、
自動車の様々なタイプ毎に制御ユニットの多数の変形が
生み出される。さらに、トランスミッション制御ユニッ
トとトランスミッション内の様々なバルブ及びセンサと
の間を結ぶケーブル装置のコストはきわめて高くつく。
本発明の課題は、制御ユニットの必要な変形タイプの
数を低減することである。この課題は、本発明の請求項
１記載の制御ユニットによって解決される。本発明の有
利な改良実施形態は従属請求項に書かれている。
本発明の利点はとりわけ次の点にある。すなわち、自
動車内のケーブル設置及びデータ交換のためのコストが
著しく減少することである。トランスミッション制御ユ
ニットのシャシ及びエンジン専用の機能はエンジン制御
ユニット内に含まれており、一方で純粋にトランスミッ
ション専用の機能はコンピュータ制御される変速比選択
ユニットに含まれている。このコンピュータ制御される
変速比選択ユニットは、「インテリジェント」型アクチ
ュエータを構成する。この「インテリジェント」型アク
チュエータは、トランスミッションの製造者の工場内で
完全にテストされる。このことは自動車部品の供給過程
において著しい利点をもたらす。
本発明を次に図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の制御ユニットが設けられた自動車の
駆動部の重要な構成部分を図示している。
図２は、図１の駆動部の制御ユニットのブロック図で
ある。
エンジン１は、エンジン制御ユニット２によって制御
され、トランスミッション３は、変速比選択ユニット４
によって制御される（図１）。このエンジン制御ユニッ
ト２及び変速比選択ユニット４は、コミュニケーション
・チャネル６によって接続されている。このコミュニケ
ーション・チャネル６は、例えばCANバスとして実現さ
れている。このバスは、ここではただ図式的に示されて
いるだけで、一般的に公知のものであり、多くの出版物
に記述されている。
エンジン制御ユニット２と変速比選択ユニット４との
間では、まずデータが交換され、第２のコンフィグレー
ション・パラメータが交換される。このデータは、変速
比の選択のために使用され、矢印７で示されている。コ
ンフィグレーション・パラメータは個々の自動車への適
応のために使用され、矢印８で示されている、コミュニ
ケーション・チャネル６を介して伝達されるデータの例
をもっと後の方で示す。
エンジン制御ユニット２とコミュニケーション・チャ
ネル６との双方向的な接続が、図式的に線路９によって
示されている。変速比選択ユニット４とコミュニケーシ
ョン・チャネル６との同様の双方向的な接続が、線路10
によって示されている。
ギアシフト・レバー16、キックダウン・スイッチ17そ
して走行プログラム選択スイッチ18が、変速比選択ユニ
ット４に信号線路12、13、14によって接続されている。
これらの操作素子を使用して、運転者は、自分の命令又
は望みをギアシフト・レバー16を介して変速比選択ユニ
ット４に公知のやり方で入力する。すなわち、段階式変
速トランスミッションの場合にはＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、４、
３、２のうちから所望のシフト設定を行い、又は無段階
式変速トランスミッションの場合にはＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの
うちから所望のシフト設定を行う。大きな加速度を要求
する場合にはキックダウン・スイッチ17によって行い、
「エコノミー」走行プログラムか又は「スポーティ」走
行プログラムかを選択する場合には走行プログラム選択
スイッチ18によって選択する。
エンジン１は、制御及び信号線路15によってエンジン
制御ユニット２に接続されている。これらの信号線路を
介してエンジン回転数、エンジン温度そしてその他の公
知の作動パラメータに関するセンサ信号が、エンジン１
からエンジン制御ユニット２に伝達される。そしてこの
エンジン制御ユニット２から、点火の制御、燃料噴射量
の制御、点火時点の制御、場合によっては他の公知のエ
ンジン・パラメータの制御のための指令がエンジン１に
伝達される。
エンジン１とトランスミッション３は、ここでは比較
的よく見えやすいようにするために別個に図示されてい
る。しかし、エンジン１の出力（駆動）シャフトが直接
的にトランスミッション３の始動素子20、例えばトルク
・コンバータに接続されていることは一般的に公知であ
る。これに相応して、出力シャフト21も自動車の出力
（駆動）トレンに接続されている。シャシ、ホイール・
サスペンション、ホイール、そしてその他の自動車の構
成部品は、本発明には関係がなく一般的に公知であるの
で、ここでは図示しない。
トランスミッション制御ユニットの機能ユニットのう
ちのいくつか、すなわちシャシ又はエンジン専用の機能
ユニット、つまり、自動車のエンジンからのデータに依
存し自動車のシャシからのデータに依存する機能ユニッ
トは、参照符号５の下にまとめられて、エンジン制御ユ
ニット２の中に統合されている（図２）。変速比選択ユ
ニット22、運転者又は運転操作特性分類ユニット24、診
断回路25そしてベーシック・モジュール26がそれであ
る。ベーシック・モジュール26は、例えば、データの入
出力手続きを行う。変速比選択ユニット22はファジー制
御ユニットとして構成することができ、その場合には、
運転者又は運転操作特性分類の機能、走行ルート評価の
機能、ダイナミック・シフトポイント補正の機能をも含
むことができる（当方の以前の特許出願ヨーロッパ特許
第93106831.6号、当方のファイルナンバー93P1237Eを参
照）。
SRCU（smart ratio change unit）とも呼ばれるコン
ピュータ制御される変速比選択ユニット４は、実質的に
はトランスミッションからのデータに依存する機能ユニ
ットだけを含んでいる。これらは、変速比変更制御ユニ
ット28、アクチュエータのための診断回路29、始動素子
20の制御ユニット30そしてベーシック・モジュール32で
ある。このベーシック・モジュール32は、例えばトラン
スミッション近傍の公知のセンサ、例えばトランスミッ
ションの中の回転数センサ、トランスミッションの中の
温度センサや液圧センサなどからの信号を処理する。
変速比選択ユニット４は、この変速比選択ユニット４
の機能のシャシ及びエンジンに依存する最小限のパラメ
ータ化を必要とするように構成されている。すなわち、
この変速比選択ユニット４は、個々の自動車のシャシ及
びエンジンからの大変少ない量のデータしか必要としな
い。エンジン制御ユニットと変速比選択ユニットとに機
能を分割することによって、エンジン制御ユニットと変
速比選択ユニットとセンサ及びアクチュエータとの間に
ケーブルを設置するコストが大幅に低減される（センサ
及びアクチュエータは一般的に公知であり、本発明によ
って変化するわけではないのでここでは図示しない）。
変速比選択ユニット４は、トランスミッション３のハ
ウジングに直接固定されるか、又はこのハウジングの中
に収容される。製造者は、この変速比選択ユニット４を
トランスミッションと一緒に一つのユニットとして供給
する。
状態変数Ｚ及び制御変数Ｓがエンジン制御ユニット
（EC）２と変速比選択ユニット４（SRCU）との間でコミ
ュニケーション・チャネルを介して交換される。交換さ
れるデータの例を次のテーブルに図示しておく。このテ
ーブルの中のCCは、本実施例で利用されるトランスミッ
ションのコンバータ・ロックアップクラッチを意味す
る。
この様なデータ交換に加えて、変速比の変更過程を制
御するために必要なパラメータもエンジン制御ユニット
２と変速比選択ユニット４との間でコミュニケーション
・チャネル６を介して交換することができる。これらの
パラメータは、物理的ユニットとして目的に適うように
伝達される。伝達されるパラメータの例を次の頁のテー
ブルに図示しておく。
個々のトランスミッションに依存し許容された変速比
の変更を、これ以後はシフトの型と呼ぶことにする。よ
って、例えば５速から１速又は２速へのシフトダウン、
時には５速から３速へのシフトダウンさえも多くのトラ
ンスミッションにおいては許されない。
このことから次のような利点が得られる。すなわち、
変速比選択ユニット４は、最小限のエンジン及びシャシ
専用のデータしか必要としない、という利点である。こ
の変速比選択ユニット４は、完全にエンジン及びシャシ
のデータから独立している。エンジン制御ユニット２で
は最小限のトランスミッション専用のデータしか必要と
しない。この結果、変速比選択ユニットを、製造過程に
おいて、エンジン及びシャシの様々な変形に適応させる
必要がない。
変速比選択ユニットの中のマイクロプロセッサ又はコ
ンピュータ（これらは一般的に公知なのでここでは図示
しない）は、伝達されるエンジン及びシャシのパラメー
タに基づいて適応が行われることを保証する。別の手段
は、自動車の様々な変形に対するデータ・セットを変速
比選択ユニット４の中に格納し、そしてその都度コミュ
ニケーション・チャネル６を介して変速比選択ユニット
４に伝達されるコード語を用いて、これら変形のうちの
一つのデータ・セットを作動させることである。
物理的パラメータ、状態変数及び制御変数を伝達する
ことに加えて、エンジン制御ユニットと変速比選択ユニ
ットとの間で識別情報も交換することができる。このこ
とによって次のことが達成される。
もし構成部品が、例えば修理の枠内で交換された場
合、構成部品がコミュニケーション・チャネル６を介し
て識別データを交換するように構成される。この識別デ
ータはそれぞれの変形専用のものである。すなわちこの
識別データは、個々の構成部品が適合する自動車のタイ
プを識別するのである。従って、他の構成部品又は制御
ユニットは、互いに機能し合えるかどうかを決定するこ
とができる。このように、例えばその自動車に適合しな
いトランスミッションが不注意に積み込まれているかど
うかが識別される。
さらに、制御ユニット独自の識別データをこのように
交換することによって、構成部品又は装置の正式に認可
されていない交換を防ぐことができる。この結果、例え
ば、正式な認可をうけていない工場による修理や、特に
盗品の装置を自動車に積み込むこと又は盗品の自動車に
交換部品を積み込むことを効果的に防ぐことができる。
従って、盗難に対する防護もまた改善される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０１Ｇ 45/00 ３７０ 45/00 ３７０Ｃ Ｆ１６Ｈ 61/00 Ｆ１６Ｈ 61/00 (72)発明者 カイ シュトルヨハン ドイツ連邦共和国 Ｄ−93053 レーゲ ンスブルク グラス ビルケンシュラー クヴェーク ３ (72)発明者 ミヒャエル ウルム ドイツ連邦共和国 Ｄ−93087 アルテ グローフスハイム ダーリエンヴェーク 24 (56)参考文献 特開 平７−98055（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−237253（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243426（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−189337（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−260834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−155044（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224262（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−2862（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 29/00 B60K 41/00 F02D 41/00 F02D 45/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】オートマチック・トランスミッション
    （３）を有する自動車のための制御ユニットであって、 該制御ユニットは、トランスミッション制御ユニット及
    びエンジン制御ユニット（２）を含んでおり、 前記トランスミッション制御ユニットと前記エンジン制
    御ユニット（２）とは、相互にコミュニケーション・チ
    ャネル（６）によって接続されており、 該コミュニケーション・チャネル（６）を介して、トラ
    ンスミッションの変速比が修正される際にエンジン・ト
    ルクを低減させるデータが、前記トランスミッション制
    御ユニットから前記エンジン制御ユニット（２）に伝達
    される制御ユニットにおいて、 変速比選択ユニット（22）、運転者又は運転操作特性分
    類ユニット（24）又は診断回路（25）のようなトランス
    ミッション制御ユニットの機能ユニットは前記エンジン
    制御ユニット（２）内に統合されており、前記機能ユニ
    ットは、自動車のエンジンからのデータ（１）及びシャ
    シからのデータに依存して作動し、 変速比変更制御ユニット（28）又はアクチュエータのた
    めの診断回路（29）のようなトランスミッション（３）
    からのデータに依存して作動する機能ユニットは、前記
    トランスミッションのコンピュータ制御される変速比変
    更装置（４）内に統合されており、 変速比を選択するために使用されるデータ及びコンフィ
    グレーション・パラメータは、前記エンジン制御ユニッ
    ト（２）と前記変速比変更装置（４）との間で変換され
    ることを特徴とする制御ユニット。
  2. 【請求項２】変速比選択制御ユニット（22）は、エンジ
    ン制御ユニット（２）に含まれていることを特徴とする
    請求項１記載の制御ユニット。
  3. 【請求項３】回路装置（24、22）は、エンジン制御ユニ
    ット（２）に含まれており、 前記回路装置（24、22）によって運転者の運転操作特性
    が分類され、 前記回路装置（24、22）によって自動車の走行している
    ルートが評価され、ダイナミック変速比補正が実施され
    ることを特徴とする請求項１記載の制御ユニット。
  4. 【請求項４】エンジントルク実際値、トランスミッショ
    ンの変速比目標値、コンバータ・ロックアップクラッチ
    のスリップ目標値及びエンジントルク実際値の低減に関
    するデータが、前記エンジン制御ユニット（２）から前
    記変速比変更装置（４）に伝達されることを特徴とする
    請求項１記載の制御ユニット。
  5. 【請求項５】トランスミッションの変速比目標値の受け
    取り、トランスミッションの変速比実際値、コンバータ
    ・ロックアップクラッチのスリップ実際値及びトルク低
    減目標値に関するデータが、前記変速比変更装置（４）
    から前記エンジン制御ユニット（２）に伝達されること
    を特徴とする請求項１記載の制御ユニット。
  6. 【請求項６】変速比変更装置のカラー及び機能制限、ト
    ランスミッション温度、コンバータ増幅率及びギアシフ
    ト・レバーの位置に関するデータが前記変速比変更装置
    （４）から前記エンジン制御ユニットに伝達されること
    を特徴とする請求項１記載の制御ユニット。
  7. 【請求項７】イグニッションがスイッチオンされる際
    に、自動車のパラメータ、すなわちトランスミッション
    の出力側の質量慣性モーメント、自動車の質量及びホイ
    ールのサイズが、コミュニケーション・チャネル（６）
    を介して前記前記エンジン制御ユニットから前記変速比
    変更装置（４）に伝達されることを特徴とする請求項１
    記載の制御ユニット。
  8. 【請求項８】イグニッションがスイッチオンされる際
    に、トランスミッションのパラメータ、すなわちギアの
    数、ギアの変速比、トルクコンバータのデータ及びシフ
    トの型（可能なギア・チェンジ）が、コミュニケーショ
    ン・チャネル（６）を介して前記変速比変更装置（４）
    から前記エンジン制御ユニットに伝達されることを特徴
    とする段階式変速トランスミッションのための請求項１
    記載の制御ユニット。
  9. 【請求項９】イグニッションがスイッチオンされる際
    に、トランスミッションのパラメータ、すなわち変速比
    最小値、変速比最大値及び変速比の変更の定格速度が、
    コミュニケーション・チャネル（６）を介して前記変速
    比変更装置（４）から前記エンジン制御ユニット（２）
    に伝達されることを特徴とする無段階式変速トランスミ
    ッションのための請求項１記載の制御ユニット。
  10. 【請求項１０】変速比選択制御ユニット（22）は、ファ
    ジー論理制御ユニットを含むことを特徴とする請求項２
    記載の制御ユニット。
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