JP3579442B2 - 自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機を備えた車両における変速時の快適性の制御方法であって、該自動変速機は変速機の変速過程を行わせるクラッチの制御用の圧力制御器を有しており、この場合この場合クラッチは、トルクとトルク経過を有している制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機においては以前から変速時の快適性を向上させること、すなわち変速過程の際に生じるショックを少なくすることが望まれている。例えばドイツ連邦共和国特許公開第４０３７２３７．５号公報には変速機の制御のための方法が記載されている。この方法では被駆動側トルク目標値が算出されている。この場合変速の際にエンジン出力電子制御装置によって当該目標値が調整される。その他にも公知文献“Ｂｏｓｃｈ Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｂｅｒｉｃｈｔｅ，Ｂａｎｄ ７（１９８３）Ｎｒ．４”からは変速機制御に対する様々な方法が公知である。これらの方法では変速時の快適性を高めるために変調圧力が所定の方式で制御され、さらにエンジン回転トルク変化調整のためのエンジンに対する特性制御（燃料量調整制御並びに点火角制御による、以下単にエンジン特性制御と称する）が付加的に行われる。クラッチトルクに対する制御値ないし変速機のクラッチに対する圧力並びにエンジン特性制御に対する制御値は通常特性マップに記憶されている。この場合変速過程毎にそのつどの回転数に依存してこの種の特性値が割当てられる。これらの特性値を得るためには、この種の変速機が備えられている車両において適用フェーズの間に比較的手間のかかる測定が必要とされる。試験技術者は変速過程の実施の際に変速時の快適性に影響するパラメータを、変速過程毎に各回転数値ないし各速度値において最適な特性が得られるまで変化させなければならない。それ故にこの種の特性曲線段ないし特性マップの作成には高いコストと手間がかかる。もちろん試験車両において最適な特性が得られたとしても、クラッチ、圧力制御器、バルブ等の製造毎のばらつきにより個々の量産車の間で変速時の快適性においてかなりの違いが生じる。そのため個々の個別車両においてこの種の適用を行うことには無理がある。その他にも変速時の快適性は、経年変化の下に、車両の比較的長期に亘るクラッチ摩耗やバルブ摩耗、シール劣化等により常に低下し続ける。しかしながらこの種の快適性の低下は甘受せざるを得ない。なぜならば変速機を頻繁に分解することはコスト的に見て不可能だからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記のような従来における変速時の快適性低下に対する改善を行うことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題は、クラッチのトルク及び/又はトルク経過に対する設定値を、変速機の変速過程と変速機回転数とに依存して特性マップに記憶させ、車両の加速度実際値を加速度センサを用いて検出し、クラッチに対する補正された設定値を得るために、変速時の快適性に対して予め定められた加速度目標値を、クラッチにおけるトルク制御のための基準入力量として供給し、この場合前記加速度目標値は、変速過程に起因して生じる、ドライバ又は車両搭乗者にほとんどショックとして感じられない程度の加速度変化に相応するものであり、クラッチに対する補正された設定値を特性マップに記憶するようにして解決される。
【０００５】
本発明の方法によって得られる利点は、最適な変速時の快適性のための特性マップの生成が適用フェーズにおいて自動的に行われることである。それにより資格性の乏しい試験技術者にも当該適用の実施を任せることができる。車両は単に所定の区間に亘って可及的に多くの変速過程と様々な回転数の下で走行させるだけでよい。この場合各変速過程毎に変速時の快適性が改善される。仮に適用フェーズが短過ぎて変速時の快適性のさらなる改善がまだ可能であったとしても、さらに必要な適用は後の車両使用者による走行の間に自動的に行われるものとなる。本発明による別の利点は、構成要素群の長期的な変化及び経年劣化（これらは走行時の快適性の低下に結び付く）が自動的に補償されることである。このようなことはクラッチ圧力の変化、変速経過の時間的制御、エンジン特性制御の変化調整によって当該補償がまだ可能な限り行われる。これにより当該システムは学習システムとして形成される。本発明によるさらに別の利点は、変速時の快適性の検出のために単に比較的簡単な加速度センサしか必要としないことである。なぜなら変速時の快適性は変速期間中の車両全体の加速ないし減速を介して検出されるからである。
【０００６】
本発明の方法による有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。
【０００７】
クラッチのトルク及び／又はトルク経過に対する設定値は有利にはクラッチ圧力調整用の圧力制御器に対する圧力−目標値として、例えばクラッチ圧力変化値及び／又はクラッチの保持又はスリップ時間に対する値の形で設定される。付加的に当該加速度制御は有利には車両エンジンのエンジントルクにも作用する。この場合エンジントルクに対して補正された設定値も特性マップに記憶される。
【０００８】
特性マップに記憶された種々異なる設定値は、制御偏差が生じた場合に所定の制御基準に従って所定の順序で拡大又は縮小される。これはファジー制御方式でも実施可能である。
【０００９】
基準入力量としての加速度目標値は、最も簡単な場合定数でもよい。しかしながらこの加速度目標値は有利には速度に依存して（例えば速度に依存する走行抵抗モーメントに依存して）設定される。またこの加速度目標値は有利には特性マップに記憶される。しかしながらこの加速度目標値も、測定された速度値に依存して算出される。
【００１０】
加速度センサは有利にはドライバ領域に配置される。なぜならば感じ取ることのできる走行時の快適性に対してはとりわけドライバ領域における車両の加速特性が基準となるからである。
【００１１】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
図１にはオートマチック多段変速機１０が概略的に示されている。この多段変速機１０は車両のエンジン１１に連結されている（このエンジン以外の車両部分はここでは示されていない）。この種のエンジンは通常ディーゼルエンジン又はオット型エンジンである。しかしながら本発明は基本的に電気式エンジン（モータ）でも実現可能である。変速機１０には、（ここでも単に該略的に示した）圧力制御器１２が配置されている。この圧力制御器１２は公知形式で以って（ここでは図示されていない）弁とクラッチとを介して種々異なる変速段の間での切換を生ぜしめる。これに関しては冒頭に述べた従来技術において詳細に記載されている。基本的には唯１つの圧力制御器１２のみで、弁とクラッチを介した切換過程を制御することも可能である。
【００１３】
変速機ないし圧力制御器１２と弁は、それ自体公知の方式で電子制御式変速機制御装置１３によって制御されている。この制御装置１３には種々異なる変速段設定調整用のセレクトスイッチ４が作用する（例えば後進走行セッテイング、山間走行、通常の前進走行等）。さらに運転席領域又は助手席領域に配置された加速度センサ１５が変速機制御装置１３に接続されている。この加速度センサ１５は検出した加速過程又は減速過程に相応する信号を供給する。
【００１４】
内燃機関として構成されたエンジン１１は公知形式で、点火過程及び／又は燃料噴射過程の特性マップを用いた制御のための電子制御式エンジン制御装置１６を介して制御される。このエンジン制御装置１６にはドライバの踏み込みにより操作される、エンジントルク設定用のアクセルペダル１７が作用する。変速機制御装置１３も変速過程の際のエンジントルク制御のためにエンジン制御装置１６に作用する。
【００１５】
変速過程の実施のためには基本的にまず投入されている変速段に対応して接続されたクラッチが解除され、これとほぼ同時に次に投入すべき変速段に対応する別のクラッチが連結される。それにより第１のトランスミッション系列への第１のクラッチによってこれまで伝達されていた回転トルクがここにおいて第２のトランスミッション系列への第２のクラッチによって伝達される。この第２のクラッチ連結は新たに投入された変速段に対応するものである。連結（クラッチ）操作は圧力制御器１２と弁（この弁は変速機制御装置１３によってプログラミング制御される）を介して行われる。接続させるべきクラッチに対する典型的な圧力経過は図２に示されている。クラッチはまず解除された状態において非常に僅かな基準圧力Ｐｏにより負荷される。ここにおいて当該クラッチの接続を開始させるスイッチング命令Ｓが発せられたならばまず圧力が保持期間ｔｈの間比較的高い所定レベルへ高められる。その後充填期間ｔｆの間比較的高い圧力が供給される。この圧力により２つのクラッチディスクが相互に当接する。ここにおいては遅延時間ｔｖが伴う。この遅延時間はそのつどの制御プログラムとその他のクラッチ解除に依存する。ここにおいて（クラッチ）スリップ期間ｔｓ（この期間の間はクラッチ圧力が高まる）が始まると、伝達されるトルクはますます増加される。時点Ｔでは変速過程が終了される。これはすなわち当該クラッチが固定的に接続されて回転トルクの全てが伝達されていることを意味する。
【００１６】
可及的に高い変速時快適性を得るために、つまり変速機出力側駆動トルクの変化による変速時のショックを可及的にやわらげるために、スリップ期間、遅延期間、保持期間並びに圧力制御器の異なる圧力（この圧力はそのつどのクラッチ連結に作用する）を変化させることが可能である。この変化はもちろん、解除されているその他のクラッチの期間及び圧力にも当てはまる。これらの期間及び圧力の最適な選定はその折々の車両速度ないしエンジン１１の回転数に依存する。そのため当該期間及び圧力に対する多数の対応設定値が特性マップに記憶される。この特性マップは変速機制御装置１３に含まれている。
【００１７】
変速機制御装置１３は冒頭にのべた従来技術の説明の中で記載したように、それ自体公知の形式で変速過程制御のためのマイクロコンピュータ１３を有している。図３による本発明の実施例ではこのマイクロコンピュータ１３が制御回路として備えられている。変速過程に対しては非常に僅かな加速度目標値Ｂｓｏｌｌが設定される。この加速度目標値はドライバ又は他の搭乗者からはほとんどショックとして知覚されず、そのため変速時の快適性を基準的に定める。そのつどの加速度目標値は走行抵抗モーメントＷとそれに伴う車両の走行速度ｖに依存する。元々車両において検出される走行速度信号ｖに亘り、所定の関数を介してそのつどの加速度目標値Ｂｓｏｌｌが求められる。その際最も簡単な場合この関数は一次関数であり得る。この最も簡単な一次関数の使用では当該加速度目標値は定数でもあり得る。
【００１８】
加速度目標値Ｂｓｏｌｌは比較個所１８において加速度実際値Ｂｉｓｔと比較される。この加速度実際値Ｂｉｓｔは加速度センサ１５において検出される。ショック（車の動揺）が生じた場合には、このショックは制御偏差ΔＢとなる。この目標値を超える変速ショックΔＢは、投入されたそのつどの変速段Ｇに関してそのつどの変速機クラッチの相応に低減すべきクラッチトルクΔＭｋと関数関係にある。この関数関係はマイクロコンピュータに記憶されている。
【００１９】
当該の値ΔＭｋだけクラッチトルクを低減することは、前記したように変速機制御装置１３とエンジン制御装置１６とを介して行うことができる。変速機制御装置１３によれば目下の特性マップに記憶されているクラッチ圧力が値ΔＰだけ変化し、記憶されている時間（充填時間、保持時間、遅延時間及び／又はスリップ時間）が値ΔＴだけ変化し得る。エンジン制御装置１６によれば一時的に設定されたエンジントルクが値ΔＭｍだけ変化する。特性マップ１９に記憶されたこれまでの値は、補正値分だけ変化させられ、ここにおいて変速機制御装置１３とエンジン制御装置１６に対する新たな設定値が生ぜしめられる。簡単化のために唯１つの特性マップ１９しか図示されていないが、通常はエンジン制御装置と変速機制御装置において別個の特性マップが設けられている。特性マップ１９において補正された値は次の相応の変速過程の際に変速機とエンジンにすなわち車両２０に作用を生ぜしめる。この場合加速度センサ１５は再び加速ショックを検出し、この加速ショックは比較個所１８において相応の目標値と比較される。ここにおいて検出された当該加速ショックが目標値よりも下ならば特性曲線値は維持される。その他の場合では新たな補正が行われる。
【００２０】
前記した制御ループは常時作用する。すなわち変速時の快適性への影響量は、目標値Ｂｓｏｌｌを超える加速ショックの発生が記録された場合には常に補正される。この制御方法は新しい変速機を適応させる際にも用いられる。しかしながら当該方法は車両の引渡し後でも引き続き有効である。そのため長期的な変化ないし経年変化が常に自動的に補正される。このことは例えばクラッチに摩耗又は欠陥が生じてクラッチ圧力を任意に高めることができなくなった状態のような、物理的な所与の限界（値）に達するまでは続けられる。この限界は相応にエンジントルクが任意に変更することができなくなったような場合でもある。
【００２１】
そのつどのクラッチに対する補償すべきトルク偏差ΔＭｋは、所定の関数又は特性マップを介してそのつどの変速段又は値ΔＢに依存して求めることができる。当該特性マップは目標値Ｂｓｏｌｌを求めるのに対しても用いることができる。
【００２２】
変速時の快適性への適応に対する変速機制御装置１３又はエンジン制御装置１６への介入は比較的コストをかけるか又は比較的僅かなコストで行うことができる。比較的簡単な実施例では、例えばクラッチ圧力とスリップ時間のみが適応的に変化させられる。これに対して比較的コストをかけた実施例ではさらにその他の圧力値、例えば充填圧力、保持圧力並びにその他の時間、例えば保持時間、充填時間、遅延時間等が変化させられる。エンジン特性制御も比較的コストをかけるか又は比較的コストをかけずになされ得る。この場合このようなエンジン特性制御は例えば冒頭に述べたような従来技術において詳細に記載されている。特性曲線値の変更は所定の関数に従って及び／又は所定の順序で行われる。この場合ファジィー制御方式を用いることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、最適な変速時の快適性のための特性マップの生成が適用フェーズにおいて自動的に行われる。それにより資格性の乏しい試験技術者にも当該適用化の実施を任せることができる。車両は単に所定の区間に亘って可及的に多くの変速過程と様々な回転数の下で走行させるだけでよい。この場合各変速過程毎に変速時の快適性が改善される。仮に適用フェーズが短過ぎて変速時の快適性のさらなる改善がまだ可能であったとしても、さらに必要な適用は後の車両使用者による走行の間に自動的に行われるものとなる。
【００２４】
本発明による別の利点は、構成要素群の長期的な変化及び経年劣化（これらは走行時の快適性の低下に結び付く）が自動的に補償されることである。このようなことはクラッチ圧力の変化、変速経過の時間的制御、エンジン特性制御の変化調整によって当該補償がまだ可能な限り行われる。これにより当該システムは学習システムとして形成される。
【００２５】
さらに本発明によれば、変速時の快適性の検出に対して単に比較的簡単な加速度センサしか必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン特性制御によるこの種の変速機の制御を概略的に示した図である。
【図２】変速過程の間の変速機におけるクラッチの典型的な圧力経過を示した図である。
【図３】変速時の快適性の最適化のための制御ループを概略的に示した図である。
【符号の説明】
１０ 変速機
１１ エンジン
１２ 圧力制御器
１３ 変速機制御装置
１４ セレクトスイッチ
１５ 加速度センサ
１６ 電子制御式エンジン制御装置
１７ アクセルペダル
１８ 比較個所
ｔｈ 保持期間
ｔｆ 充填期間
ｔｙ 遅延期間
ｔｓ スリップ期間
Ｂｓｏｌｌ 加速度目標値
Ｂｉｓｔ 加速度実際値

Claims (9)

1. 自動変速機を備えた車両における変速時の快適性の制御方法であって、当該自動変速機は変速機の変速過程を行わせるクラッチの制御用の圧力制御器を有しており、この場合クラッチは、圧力に依存したクラッチ伝達トルク又はクラッチ伝達トルク経過を有している、制御方法において、
   クラッチのクラッチ伝達トルク又はクラッチ伝達トルク経過に対する設定値を圧力制御器に対する圧力目標値として設定し、
   クラッチのクラッチ伝達トルク及び/又はクラッチ伝達トルク経過に対する設定値を、変速機の変速過程と変速機回転数に依存して特性マップ（１９）に記憶させ、
   車両（２０）の加速度実際値（Ｂｉｓｔ）を加速度センサ（１５）を用いて検出し、
   クラッチに対する補正された設定値を得るために、変速時の快適性に対して予め定められた加速度目標値（Ｂｓｏｌｌ）を、クラッチにおけるトルク制御のための基準入力量として供給し、この場合前記加速度目標値（Ｂｓｏｌｌ）は、変速過程に起因して生じ得る、ドライバ又は車両搭乗者にほとんどショックとして感じられない程度の加速度変化に相応するものであり、
   クラッチに対する補正された設定値を特性マップ（１９）に記憶し、
   制御偏差が生じた場合には、前記特性マップ（１９）に記憶されている種々異なる設定値を増加又は低減させるようにしたことを特徴とする、自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
2. 前記設定値を当該クラッチの圧力変化値又は当該クラッチの保持時間又はスリップ時間に対する値の形で形成する、請求項１記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
3. 当該加速度制御を車両のエンジン（１１）のエンジントルク（Ｍｍ）に対して付加的に作用させ、エンジントルクに対する補正された設定値も同様に特性マップ（１９）に記憶させる、請求項１又は２項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
4. 当該方法を車両における経年変化及び製品毎のばらつきに対応するための学習システムとして常時用いる、請求項１〜３いずれか１項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
5. 前記加速度目標値（Ｂｓｏｌｌ）を、速度（ｖ）に依存して設定する、請求項１〜４いずれか１項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
6. 前記加速度目標値（Ｂｓｏｌｌ）を速度（ｖ）に依存する走行抵抗モーメント（Ｗ）に依存して設定する、請求項５記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
7. 前記加速度目標値（Ｂｓｏｌｌ）を、特性マップに記憶するか又は測定された速度値に依存して算出する、請求項５又は６項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
8. 前記加速度センサ（１５）を車両ドライバの周辺領域内に配置する、請求項１〜７いずれか１項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。
9. 加速度の差（ΔＢ）として現われる制御偏差を特性マップ又は所定の計算方式を介して、そのつどの投入されている変速段（Ｇ）に依存してクラッチトルク偏差（ΔＭｋ）に変換する請求項１〜８いずれか１項記載の自動変速機を備えた車両における変速時の快適性制御方法。

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