JP4283903B2 - 自動変速機における変速比検出系 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機における変速比検出系であって、車両長手方向速度を表す第１の信号とドライバによって操作されたアクセルペダルの位置を表す第２の信号の測定のための手段と、少なくとも前記測定された第１及び第２の信号に依存して、変速比変更量と測定された第１及び第２の信号との間で少なくとも２つの異なる所定の割当て（変速プログラム“Ｎ”,“Ｓ”）が選択可能となるように、自動変速機の変速比変更量を定める手段と、前記割当てのうちの１つを選択する際に用いられる適応化パラメータを定める適応化手段とが設けられている、自動変速機における変速比検出系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速比が自動的に設定される自動車用変速機においては一般的に、自動変速機の変速過程がドライバによって操作されるアクセルペダルと車両長手方向速度に依存して行われる。この場合自動変速機の変速比の変更量は、多くの場合変速特性マップによって、前述したパラメータに依存して定められる。さらに変速機の変速過程をドライバの希望と環境条件ないしは目下の走行状況により良好に適合させるために、いわゆる変速機の適応制御が行われることも公知である。そのような変速機適応制御では多数の変速ストラテジが存在し、大抵は異なる変速特性マップによって実現される。この場合異なるストラテジないし特性マップの選択は、識別されたドライバのタイプ及び（又は）目下の車両がおかれている環境条件に依存して全体的に比較的良好な変速ストラテジが実現される。そのような変速機適応制御は例えば欧州特許出願公開第４０６６１５号明細書や公知文献“ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 94(1992)9,428頁”、“ATZ Automobiletechnishe Zeitschrift 95(1993)9,420頁”から公知である。いずれにしてもこの種の変速機適応制御系には比較的コストがかかる。
【０００３】
前述した自動変速機適応制御系の他にもさらに、変速ストラテジの適応制御を次のように達成することも公知である。すなわちドライバがプログラムスイッチの操作によって例えば燃費最適化プログラム、出力配分プログラム、冬季走行プログラム等の間で選択できるようにすることも公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、可及的に簡単な手法で変速機の自動適応制御系を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明により、変速プログラムの選択において、前記変速プログラムの１つが基本設定モード変速プログラム"Ｎ"として設定され、その他の変速プログラム"Ｓ"又は別のさらなる変速プログラム"ＸＸＳ","ＸＳ","Ｓ"は所定の持続時間の間だけ設定されるように、変速プログラムの選択が行われ、発進状態と走行動作状態の識別のために、前記測定された第１及び第２の信号が閾値と比較され、該比較の結果に応じて前記持続時間が２つの値のうちの１つとして定められ、さらに少なくとも前記２つの持続時間の比較に依存して前記選択可能な変速プログラム"ＸＸＳ","ＸＳ","Ｓ"のうちの１つが、前記持続時間から決定される持続時間の間だけ設定されることによって解決される。
【０００６】
前述したように本発明は、車両長手方向速度を表す第１の信号と、ドライバによって操作されたアクセルペダルの位置を表す第２の信号の測定のための手段が設けられている車両の自動変速機における変速比検出系から出発している。さらに少なくとも測定された第１及び第２の信号に依存して、変速比変更量と測定された第１及び第２の信号との間で少なくとも２つの異なる所定の割当て（変速プログラム）が選択可能となるように、自動変速機の変速比変更量を定める手段が設けられている。この割当て（変速プログラム）の選択は、所定の適応化パラメータを用いて行われる。本発明の核心は、この適応化パラメータの決定とそれに伴う本発明による種々の変速プログラムの選択にある。本発明によれば、割当てないし変速プログラムの選択が次のように行われる。すなわち、割当てのうちの１つが基本設定モードとして、すなわち基本変速プログラムとして設定されるように行われる。その他の割当て（場合によって複数の選択的な割当が存在する場合にはこれらの複数の割当て）は所定の持続時間の間だけ設定される。この持続時間の経過後では本発明による制御系は自動的に基本設定モードに戻る。
【０００７】
本発明によれば、比較的簡単な手法で変速機適応制御が達成される。この本発明による利点は特に一方では計算機における所要の記憶容量が僅かで済むことであり、また他方では様々な車両への適応化が容易なことである。本発明による制御系は操作が簡単でしかも低コストで実現可能である。特に自動変速機を備えた車両の場合（これまではこの種の車両には前述したような操作スイッチが装備されていた）では本発明は、プログラムスイッチの省略された適応化制御を簡単に実施し得る手段を提供するものとなる。
【０００８】
本発明の有利な実施例によれば、基本設定モードから外れる変速ストラテジが設定される持続時間は、少なくとも測定された第２の信号の変化速度に依存して定められる。このことは、基本変速プログラムから離れるためには所定のアクセルペダル変化が存在しないといけないことを意味する。どのくらいの間この基本設定モードから離れるべきかもアクセルペダル位置の変化速度に依存して決定される。この構成は、様々な車両タイプで自動変速機の変速過程の適応化を行うことを考慮している。基本設定モードとして最適燃費の変速プログラムが設定されている状態から出発するならば、本発明による制御系はアクセルペダル位置の迅速な変化速度に反応し、最適な加速出力のための変速プログラムへ所定の持続時間の間設定される。
【０００９】
別の有利にな実施例によれば、基本設定モードから離れる持続時間は、少なくともアクセルペダル位置に依存して定められる。本発明のこの構成では、基本設定モードからの逸脱がドライバがアクセルペダルを例えば下方の位置領域、中央の位置領域、又は上方の位置領域において操作したかどうかに依存して行われる。特に第１の実施例（アクセルペダルの変化速度の考慮）との組み合わせにおいては、車両タイプへのさらに良好な適応化が達成される。
【００１０】
さらに有利には、基本設定モードから離れる持続時間 が少なくともアクセルペダル位置の変化に依存して定められる。このことは変速ストラテジの変更の際に、アクセルペダル位置が例えば下方の位置領域から、中央の位置領域又は上方の位置領域へ変更されたか否かが考慮されることを意味する。それ故に所定のアクセルペダル領域内のアクセルペダルの変化（これはより速い速度で行われる）は、基本設定モードから外れることにはならない。既に前述したように有利には、アクセルペダルによって設定されるアクセルペダル位置が、個別の領域に分割される。基本設定プログラムから離れる持続時間は、少なくともアクセルペダル位置が存在する領域に依存して定められる。さらに前記持続時間は、少なくとも前記領域の変更を生ぜしめるようなアクセルペダルの位置変化の有無に依存して定められる。
【００１１】
本発明の別の有利な実施例によれば、基本設定モードから離れる持続時間は、少なくとも測定された車両長手方向速度に依存して定められる。これに対しては、発進状態と走行動作状態の識別のために、測定された車両長手方向速度が閾値と比較されてもよい。基本設定モードから離れる持続時間は、目下の発進状態又は走行動作状態に応じて異なって定められる。目下の状態が発進状態なのか走行動作状態なのかを識別するために、車両長手方向速度以外にもアクセルペダル位置を用いることが可能である。この識別は、変速機適応制御が既に発進過程中に行われるべきものであることが背景になっている。アクセルペダルが強く踏み込まれる発進過程は、ドライバの強い加速願望を表し、それと共にエンジン出力配分の行われる変速プログラムへの切換願望にも結び付く。アクセルペダルが少しだけ踏み込まれる発進過程の場合は、最適燃費の基本設定モードで十分なことを意味する。発進過程中のアクセルペダルの変化速度とその位置に応じて、基本設定モードを離れる、種々の持続時間が定められる。
【００１２】
２つ以上の変速プログラムが準備されている場合には基本変速プログラムに対する複数の切換プログラムの１つを選択するために、発進状態中に求められた持続時間と、それに続く走行動作状態中の持続時間が相互に比較される。
【００１３】
本発明の別の有利な実施例によれば、基本設定モードとして、最適な燃費の変速比プログラムが設定され、最適な加速出力のための変速比プログラムへの切換が所定の持続時間の間だけ実行可能であり、該切換と持続時間は、一方ではアクセルペダルの変化速度に依存して定められ、他方ではアクセルペダル位置の全変化量に依存して定められる。
【００１４】
本発明の別な有利な実施例は従属請求項に記載される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１には変速機適応制御系がブロック回路図で示されている。種々の変速プログラムを含んでいるブロック１０３には、アクセルペダル測定部１０１の出力信号、すなわちアクセルペダル位置αと、走行速度測定部１０２の出力信号、すなわち車両長手方向速度Ｖが供給される。既に冒頭で述べたように、ブロック１０３ではアクセルペダル位置αと車両長手方向速度Ｖとの間で異なる割当てが変速機目標変速比ｉ_sollに対して実施される。この実施は例えば様々な変速特性マップまたは座標変換によって処理される。このようにして得られた変速機目標変速比ｉ_sollは自動変速機１０４に供給される。種々異なる割当てないし変速プログラムは、適応化パラメータＢＺによって設定される。この適応化パラメータＢＺはブロック１０５において検出される。それに対してブロック１０５にはアクセルペダル位置αと車両長手方向速度Ｖが供給される。本発明の核心は、ブロック１０５で実現される。
【００１７】
図２には、本発明の実施例によるブロック１０５での作用が示されている。スタートステップ２０１の後のステップ２０２では車両長手方向速度Ｖとアクセルペダル位置αが読み込まれる。ステップ２０３では車両長手方向速度とアクセルペダル位置がそれぞれ閾値ＳＷ１,ＳＷ２と比較される。この閾値ＳＷ１とＳＷ２は、この場合比較的小さく例えばゼロに選定される。ステップ２０３において車両長手方向速度もアクセルペダル位置も実質的に値ゼロを有していることが検出された場合には、ステップ２０５にて発進状態評価Ａが開始される。ステップ２０３にて車両長手方向速度とアクセルペダル位置が明らかにゼロから外れている場合には、ステップ２０４において走行動作状態評価Ｆが開始される。この走行動作状態評価２０４と発進状態評価２０５による出力結果として、それぞれ２つの持続時間Ｔ_FとＴ_Aが形成される。この発進状態及び走行動作状態評価の機能は図３と図４に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
ステップ２０６では、前記１つ又は２つの持続時間がゼロから外れているか否かが検査される。ゼロから外れている場合には、ステップ２０８において適応化パラメータＢＺが次のように変更される。すなわち図１に示したブロック１０３において基本変速プログラムから出力配分のなされる変速プログラムへ切り換えられるように変更される。この切換の長さは値Ｔ_AとＴ_Fの最大値によって定められる。ステップ２０６において両方の持続時間がゼロである結果が得られた場合には、ステップ２０７において適応化パラメータＢＺが次のように選択される。すなわちステップ２０７において基本変速プログラムが設定され続ける。終了ステップ２０９の後では、図２に示されたフローチャートは新たに開始される。
【００１９】
図３には、図２のブロック２０５に示された発進状態評価に対する実施例が示されている。スタートステップ３０１の後のステップ３０２では目下のアクセルペダルの位置αが読込まれる。ステップ３０３ではこのアクセルペダル位置αに所定の領域値Ｂ（ｔ）が割当てられる。まずこの割当てについてここでは少しだけ図５の説明を行う。
【００２０】
図５ではアクセルペダルの全ての位置領域（すなわち０％〜１００％）が３つの領域に分割されている。第１の領域は、負荷０％のアクセルペダル位置から全負荷の４０％のアクセルペダル位置まで延在している。第２の領域は、４０％〜６０％まで延在しており、それに対して第３の領域は全負荷である１００％まで延在している。例えば目下のアクセルペダル位置が３０％を示す場合には、これは領域Ｂ＝１に割当てられる。
【００２１】
再び図３に戻って、発進状態評価に対して、目下のアクセルペダル位置に所属する領域値Ｂ（ｔ）がステップ３０４において、最下位の領域（この実施例では１（図５））よりも上にあるのか否かが検査される。目下の領域値Ｂ（ｔ）が最下位の領域よりも上でないことがわかった場合には、これはドライバがアクセルペダルを大した意味もなく動かしたことを意味する。この場合にはステップ３０８においてスタートステップ２０１（図２）へ新たに移行される。ステップ３０４において、アクセルペダルがそのゼロ位置から比較的高い領域に移動したことが検出された場合には、ステップ３０５において変化速度α′が形成される。ステップ３０６ではこの形成されたアクセルペダル位置の変化速度（ステップ３０５）と目下の位置領域値Ｂ（ｔ）（ステップ３０３）から持続時間Ｔ_Aが形成される。この形成過程に関連してここで少しだけ図６の説明を行う。
【００２２】
図６には１つの特性マップが示されている。このマップからは、測定されたアクセルペダル位置の領域（この実施例では領域１、２、３）と測定されたアクセルペダル位置の変化に依存して時間値が検出される。例えばアクセルペダルの位置が中央の位置領域２にあって、このアクセルペダルの変化速度が例えば５００％毎秒であるならば、前記時間値Ｔ_Aとして２００秒が読み出される。
【００２３】
再び図３に戻って、ステップ３０６において検出された時間値Ｔ_Aは図２の方法ステップ２０６に供給される。
【００２４】
次に走行動作状態評価（図２のステップ２０４）を図４に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
スタートステップ４０１の後のステップ４０２では、アクセルペダル位置の値αが読込まれる。ステップ４０３では既に前述した（図５）割当てが行われる。ここでは測定されたアクセルペダル位置αに１つの領域値Ｂ（ｔ）が割当てられる。引き続きステップ４０４において有効なアクセルペダル位置の値αが読込まれる。この値にもステップ４０５において１つの領域値Ｂ（ｔ＋１）が割当てられる。ステップ４０６では前記２つの領域値の間の差分Δが形成される。ステップ４０７において前記領域値の差分Δが１よりも大きいことが検出された場合には、これは、走行動作状態評価期間中にアクセルペダルの位置が１つの領域から他の領域へ移ったことを意味する。この場合はステップ４０８においてアクセルペダル位置の変化速度α′が形成される。ステップ４０９では既に前述した手法（図６）で目下の領域値と目下の変化速度に１つの時間値Ｔ_Fが割当てられる。この時間値Ｔ_Fは図２の方法ステップ２０６に供給される。但し前記ステップ４０７において領域の変更が何も行われなかったことが検出された場合（すなわち領域の差分Δ＜１）には、図２に示したシーケンスが新たに開始される（ステップ４１０）。
【００２６】
図９には例としてこのような基本変速プログラム（適応化パラメータＢＺ＝Ｎ）から出力配分のなされる走行プログラム（適応化パラメータＢＺ＝Ｓ）への切換の経過が示されている。ここでは時間ｔに亘って持続時間Ｔ_Restがプロットされている。この場合の持続時間Ｔ_Restは出力配分のなされる変速プログラムがまだ設定されている間の時間を意味する。時点ｔ０で車両の発進過程が開始される。ここにおいて発進状態評価（図２及び図３）により、アクセルペダル位置領域Ｂと変化速度α′が次のように大きいことが、すなわち持続時間Ｔ_A1に対する基本プログラムからの逸脱が生ぜしめられる位に大きいことが検出されたものとする。時点ｔ０ではこの切換の残り経過時間Ｔ_RestはＴ_A1となる。車両が発進過程の後で加速した場合には、図９に示されているように時間は、時点ｔ２にて基本変速プログラム（適応化パラメータＢＺ＝Ｎ）へ再び戻されるまで段階的に低減する。図中破線で示されている経過は、時点ｔ１で残り経過時間Ｔ_Restが値Ｔ_F1へ引き上げられた場合を表してる。これによって、走行動作状態評価（図２及び図３）において十分に大きなアクセルペダル位置変化量Δと十分に大きなアクセルペダル変化速度α′が検出されるようになる。これにより出力最適化変速プログラムへの切換が時点ｔ３まで延長される。例えば（図には示されていないが）時点ｔ３に達する前に走行動作状態評価によって新たに持続時間Ｔ_Fが与えられた場合には、出力最適化変速プログラムが時点ｔ３を越えて延長される。
【００２７】
既に図９の時間経過ダイヤグラムに基づいて説明した切換の延長をここではさらに図８に基づいて説明する。この場合図８には図２のステップ２０８のシーケンスが示されている。ステップ２０８に達した後（図２）の開始ステップ８０１では目下の設定すべき持続時間Ｔが読込まれる。ステップ８０３ではこの持続時間Ｔが場合によってはまだ残っている残り経過時間Ｔ_Resetと比較される。新たに求められた持続時間Ｔが残り経過時間ＴResetを下回っている場合には、直接終了ステップ８０９へ移行する。しかしながら新たに設定される持続時間Ｔが残り経過時間Ｔ_Resetを上回っている場合には、ステップ８０４において新たな残り経過時間Ｔ_Resetとして目下の持続時間Ｔがセットされる。ステップ８０５では、残り経過時間Ｔ_Resetが値ゼロを上回っているか否かが検査される。上回っている場合には、適応化パラメータＢＺの値Ｓへのセットによって出力最適化変速プログラムへの切換が導入されるかないしは維持される。残り経過時間が値ゼロを有している場合には、ステップ８０７において基本変速プログラムへ復帰する切換が行われる。
【００２８】
これまでに説明した実施例ではブロック１０３において２つの変速プログラムだけが使用されている例を説明してきたが、ここにおいては図７に基づき基本変速プログラムに対して選択的に複数の変速プログラムが使用される実施例を説明する。発進状態評価ステップ２０５（図２）ないしは走行動作状態評価ステップ２０４（図２）において持続時間Ｔ_A,Ｔ_Fが求められた後では、ステップ７０１において２つの持続時間の値がゼロよりも大きいか否かが問い合わせされる。ゼロよりも大きい場合には、ステップ７０４において適応化パラメータＢＺが次のように設定される。すなわち出力最適化が最大に高められた変速プログラム（ＸＸＳ,エンジン最高回転数）が設定される。この切換は持続時間Ｔ_AないしＴ_Fに対して、どちらの持続時間が大きいかに応じて行われる。この２つの持続時間Ｔ_A,Ｔ_Fが値ゼロを上回っていない場合には、ステップ７０２において少なくとも、発進状態評価によって求められた持続時間Ｔ_Aが値ゼロを上回っているかどうかが検査される。値ゼロを上回っている場合にはステップ７０５において持続時間ＴAに対して出力最適化が大幅に高められ変速プログラム（ＸＳ）が設定される。発進状態評価によって検出された持続時間Ｔ_Aが値ゼロを上回っていない場合には、ステップ７０３において持続時間Ｔ_Fが値ゼロを上回っているかどうかが検査される。この持続時間Ｔ_Fが値ゼロを上回っている場合には、ステップ７０６においてこの持続時間Ｔ_Fに対し通常の出力最適化変速プログラム（Ｓ）が設定される。前記２つの持続時間値がゼロである場合には、基本設定モード（Ｎ,ブロック７０７）が維持される。終了ステップ７０８の後では図７に示されているプログラムシーケンスは新たに開始される。
【００２９】
この実施例では、変速プログラムの選択に対する重要な値としてアクセルペダルの位置データが与えられているが、この位置データの代わりにエンジン負荷を表す信号（例えばガソリンエンジンの場合にはスロットル弁位置を示す信号）を用いることももちろん可能である。また車両長手方向速度は変速機出力側回転数によって求めてもよい。本発明によれば、アクセルペダルないしはエンジン負荷の評価によって、ドライバの目下の要求に対してどの走行プログラムが最適であるかを決定するのに十分な情報が得られる。発進状態評価と走行動作状態評価の２つからは良好な適応性、すなわち様々な車両タイプへの良好な適応化が可能となる。本発明によればこの熟練的な適応性によって、様々な変速機制御論理の実現ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、変速機適応制御系のブロック回路図である。
【図２】本発明による実施例のフローチャートである。
【図３】本発明による実施例のフローチャートである。
【図４】本発明による実施例のフローチャートである。
【図５】領域分割を示した図である。
【図６】特性マップを示した図である。
【図７】本発明による実施例のフローチャートである。
【図８】本発明による実施例のフローチャートである。
【図９】時間経過を示した図である。
【符号の説明】
１０１ アクセルペダル位置測定手段
１０２ 車両長手方向速度測定手段
１０３ 変速比変更量決定手段
１０４ 自動変速機
１０５ 適応化手段
ＢＺ 適応化パラメータ
ｉ_soll 変速比変更量

Claims (7)

1. 車両の自動変速機（１０４）における変速比検出系であって、
   車両長手方向速度を表す第１の信号（Ｖ）とドライバによって操作されたアクセルペダルの位置を表す第２の信号（α）の測定のための手段（１０１，１０２）と、
   少なくとも前記測定された第１及び第２の信号に依存して、変速比変更量（ｉ_soll)と測定された第１及び第２の信号との間で少なくとも２つの異なる変速プログラム"Ｎ","Ｓ"が選択可能となるように、自動変速機の変速比変更量（ｉ_soll）を定める手段（１０３）と、
   前記変速プログラムのうちの１つを選択する際に用いられる適応化パラメータ（ＢＺ）を定める適応化手段（１０５）とが設けられている形式のものにおいて、
   前記変速プログラムの選択において、前記変速プログラムの１つが基本設定モード変速プログラム"Ｎ"として設定され、その他の変速プログラム"Ｓ"又は別のさらなる変速プログラム"ＸＸＳ","ＸＳ","Ｓ"は所定の持続時間（Ｔ）の間だけ設定されるように、変速プログラムの選択が行われ、
   発進状態（Ａ）と走行動作状態（Ｆ）の識別のために、前記測定された第１及び第２の信号（Ｖ,α）が閾値（ＳＷ１,ＳＷ２）と比較され、該比較の結果に応じて前記持続時間（Ｔ）が２つの値（Ｔ _A ,Ｔ _F ）のうちの１つとして定められ、さらに
   少なくとも前記２つの持続時間（Ｔ _A ,Ｔ _F ）の比較に依存して前記選択可能な変速プログラム"ＸＸＳ","ＸＳ","Ｓ"のうちの１つが、前記持続時間（Ｔ _A ,Ｔ _F ）から決定される持続時間（Ｔ）の間だけ設定されることを特徴とする、自動変速機における変速比検出系。
2. 前記持続時間（Ｔ）は、少なくとも前記測定された第２の信号（α）によって表されるアクセルペダル位置に依存して定められる、請求項１記載の自動変速機における変速比検出系。
3. 前記持続時間（Ｔ）は、少なくとも前記第２の信号（α）の変化量（Δ）に依存して定められる、請求項１又は２記載の自動変速機における変速比検出系。
4. アクセルペダルによって設定されるアクセルペダル位置が、個別の領域（Ｂ）に分割され、前記持続時間（Ｔ）は、少なくともアクセルペダル位置が存在する領域に依存して定められる、請求項３記載の自動変速機における変速比検出系。
5. 前記持続時間（Ｔ）は、少なくとも前記領域の変更を生ぜしめるようなアクセルペダルの位置変化の有無に依存して定められる、請求項４記載の自動変速機における変速比検出系。
6. 前記持続時間(Ｔ)は、少なくとも測定された第１の信号（Ｖ）に依存して定められる、請求項１記載の自動変速機における変速比検出系。
7. 基本設定モードとして、最適燃費の変速比プログラム（変速プログラム"Ｎ"）が設定され、最適な加速出力のための変速比プログラム（変速プログラム"ＸＸＳ","ＸＳ","Ｓ"）への切換が所定の持続時間（Ｔ）の間だけ実行可能であり、該切換と持続時間（Ｔ）は、常に、測定された第２の信号（α）の変化速度（α′）及び同信号の全変化量（Δ）に依存して定められる、請求項１記載の自動変速機における変速比検出系。

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