JP4429528B2 - アクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法 - Google Patents

アクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法 Download PDF

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Description

【0001】
本発明は、特許請求の範囲の請求項1の上位概念部分に記載された、アクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法に関する。
【0002】
自動車における最新の自動変速機は、変速機電子制御装置(EGS)によって制御される。この電子制御装置は、記憶された切換プログラムを自動的に選択する目的と、種々の機器の制御装置および計算機により状態に応じて速度段を選択する目的のために、関与する。このような記憶された切換プログラムは、例えば、刊行物「ATZ オートモービルテヒニッシェ ツァイトシュリフト(ATZ Automobiltechnische Zeitschrift)」94(1992年)で知られている、運転者タイプの認識、環境の認識、走行状態の認識、あるいは手動操作の認識を表現するものである。
【0003】
変速機自動制御装置に記憶されている切換特性曲線によって、運転点が決定される。その運転点において、変速機自動制御装置によって、油圧装置に、シフトアップ指令あるいはシフトダウン指令が発せられる。その切換特性曲線は通常、車速およびスロットル開度の関数として表されている。スロットル弁は、従来の形態においては機械式で、最近の形態においては電子式で、アクセルペダルに連動されている。このために、スロットル開度はペダル位置をも表している。
【0004】
運転者が足をアクセルペダルから離したとき、従来から知られているようにして、スロットル弁の開口断面積が狭められ、ガソリン供給量が減少される。その場合、十分大きな車速によって、エコノミー速度段へのシフトアップが開始され、例えば第3速段から第4速段へのシフトアップが開始される。
【0005】
しかしこれは、例えば推進運転中のような所定の走行状態においては、シフトアップによってエンジン回転数が低下するので、問題がある。そのエンジン回転数の低下は、続いて行われる所望のあるいは必要な加速の際に、妨げとなる。つまりその場合、所望のエンジン出力を利用できるようにするために、少なくとも一回の(相応の時間を必要とする)シフトダウンを実行しなければならない。
【0006】
もし、「ファーストオフ(Fast OFF)」とも呼ばれる、瞬間的なアクセルペダルの復帰中にでも、そのようなシフトアップが行われるならば、これは、例えばとぎれとぎれの追越し過程中のような危険な走行状態において、走行快適性を低下させるだけでなく、危険な状態を生じさせてしまう。この場合、第1に、車両の減速が望まれ、第2に、例えば追越し過程が継続されるときに、最大駆動トルクの回転数範囲が有効であることから、変速機が、少なくとも所定の時間にわたって、実際の速度段にとどまっていることが望まれる。
【0007】
ヨーロッパ特許出願公開第0574965号明細書において、切換特性図から切換信号を求める方法が知られている。この方法によって、推進運転中および場合によっては大きな横加速度下において、変速機がシフトアップされることを、防止しようとしている。
【0008】
これは、切換領域のシフトアップ特性曲線の超過が、目下の車速とスロットル開度とから生ずる運転点によって保持される、ことにより達成される。この従来の方法によれば、アクセルペダルの位置が測定され、シフトアップ特性曲線を超過した際にアクセルペダル速度に変更される。そのようにして得られたアクセルペダル速度の測定値が、変速機制御装置に記憶された限界値と比較される。測定値がその限界値を下回ったとき、シフトアップ切換信号が発せられる。従って、アクセルペダル速度は、変速機をシフトアップするか、あるいは今までの速度段に保つか、を判断する大きさとなる。さらに、場合によっては横加速度限界値が超過されている間、シフトアップ過程が抑制されることが、提案されている。
【0009】
この方法の場合、シフトアップ阻止は、アクセルペダル角度の負の勾配に関係してひき起こされる。しかしこの方法は、実際には、特に瞬間的なアクセルペダルの復帰の際に、シフトアップ阻止の感度が鈍すぎる、という欠点を有している。すなわち、シフトアップ阻止が、特にしばしば早過ぎたり遅過ぎたりし、あるいは実際の運転状態に対して、高過ぎる回転数で、長過ぎたり短か過ぎたりする。これはまた、走行快適性を顕著に制限させる。
【0010】
ドイツ特許第4120566号明細書において、変速機の他の制御方法が知られている。この従来の制御方法の場合、シフトアップ阻止を生じさせるために、アクセルペダル角度勾配に加えて、基準となる「推進運転」を、牽引・推進・特性曲線を介して、認識しなければならない。しかしこれは、アクセルペダルの自然復帰の際における適正な切換挙動を保証するためには、十分でない。
【0011】
本発明の課題は、走行状態に適合されたシフトアップ阻止が行われ、これによって、アクセルペダルの自然復帰の際に、走行速度の減速が生じ、同時に続く加速に対して最大の自発性が与えられるような、アクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法を提供することにある。
【0012】
この課題は、本発明に基づいて、特許請求の範囲の請求項1に記載の方法によって解決される。
【0013】
本発明に基づく方法において、シフトアップ阻止状態は、ペダル位置勾配に関係してだけでなく、補助的に、運転者タイプに依存する評価値による走行挙動のパワー性と、エンジン回転数および路面傾斜に関係する推進運転の認識とを、考慮に入れて、有利に行われる。これは、例えば、上り坂走行あるいは下り坂走行のような環境と、運転者タイプとに適合された、状態に適した切換方法に、変速機を正確に合わせることを可能にする。
【0014】
アクセルペダルの自然復帰の際における本発明に基づく方法の精度に対して、シフトアップ阻止状態が、そのために複数の重要な基準が満たされたときだけしか、放棄されないようにすることが、貢献する。この(シフトアップ阻止状態からの)退去基準の1つは、変速機電子制御装置によって、はっきりと牽引運転が認識されねばならない、ことにある。補助的に、別の退去基準として、ペダル位置勾配の限界値および路面傾斜に関係する時限時間が、検査される。
【0015】
さらに、本発明に基づく方法において特性図を利用することが、特に限界値を利用する場合に比べてかなり有利である。限界値を利用する場合、ペダル位置値が小さいとき、すなわち、アクセルペダルが軽くしか踏み込まれていないとき、ほんの僅かな復帰行程しか存在せず、従って、それに応じて小さなペダル位置勾配しか与えられず、これがしばしば、シフトアップ阻止を作動させるにあたって必要な限界値より下にあるという問題がある。これに対して、ペダル位置勾配の曲線が0で始まる特性図の場合、アクセルペダルの自然復帰の際に、アクセルペダルがほんの僅かに踏み込まれている場合でも、シフトアップ阻止の可能性が存在する。
【0016】
シフトアップ阻止状態が、第1の時間の経過後に、所定の正のペダル位置勾配が超過されていないときに、はじめて放棄され、正のペダル位置勾配が超過され、再び下回った場合に、第2の時間が始動され、この第2の時間の経過後に、この時間中に正のペダル位置勾配しきい値をもう一度超過しないときに、シフトアップ阻止状態が放棄され、一定したペダル位置が確実に確認されたときに、はじめて退去が開始される。
【0017】
アクセルペダルの自然復帰の際における本発明に基づくシフトアップ阻止によって、例えばとぎれとぎれの追越し過程のような危険な走行状態において、運転者に対して、高い運転快適性および大きな安全性が生ずる。
【0018】
本発明に基づく方法の有利な実施の形態において、第1の時間段が経過する前に、負のペダル位置勾配しきい値を下回ったとき、第3の時間が始動される。
【0019】
この場合、シフトアップ阻止状態からの退去は、牽引運転が認識されたが、負のペダル位置勾配しきい値を下回ったときに、行われる。そして、路面傾斜、すなわち上り坂走行あるいは下り坂走行に関係して限定されている第3の遅延時間が始動される。これによって、繰り返しの負のペダル位置勾配が考慮に入れられ、退去が遅らされる。
【0020】
本発明の他の利点および発展形態は、従属請求項および以下の図を参照して原理的に説明する実施の形態から、明らかになる。
【0021】
図1には、アクセルペダルの「ファーストオフ」と呼ばれる自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法が、プロセス流れ図で、概略的に示されている。自動変速機は、アクセルペダルで制御される内燃機関によって駆動され、変速機電子制御装置を有している。この変速機電子制御装置には、切換特性図が記憶されている。
【0022】
図1には、常時ある1つの状態が活きているようにした、状態の自動制御法の構成が、プロセス流れ図で示されている。それぞれのプログラムの流れにおいて、その都度の状態における固有の条件が検査される。この1つの条件が当てはまると、その条件に応じて実際の状態が変更される。全く条件が当てはまらないとき、最終の状態があらためて続けられる。
【0023】
まず第1に、アクセルペダルの自然復帰が存在しないことが、状態1として規定されている。従ってこの状態1は、「ファーストオフ 不動」状態と呼ばれる。この状態1において、変速機電子制御装置によって、アクセルペダルの自然復帰状態を表す可変的な変数FFO(フラッグファーストオフ)が「0」であり、従って満たされていないことが、認識される。また、それに応じて、変速機電子制御装置によって、シフトアップ阻止に対する指令が発せられない。
【0024】
状態1において「FFO=0」が認識されたとき、実際のペダル位置値PSTが、状態1に対するペダル位置値PST1として記憶される。そのペダル位置値PSTは、変速機電子制御装置によって、この制御装置に導入されるスロットル開度(位置)の信号から計算され、ペダル位置勾配PSTGを計算するための出発値として使われる。そのスロットル開度はアクセルペダル位置に比例している。
【0025】
さらに、シフトアップ阻止非作動状態1において、実際のペダル位置勾配PSTGが、ペダル位置勾配しきい値KF−PSTG〔PST,COUNT〕より、小さいか否かが、判断される。ペダル位置勾配しきい値KF−PSTG〔PST,COUNT〕は、ペダル位置値PSTおよび運転者タイプに依存する評価値COUNTの関数として、特性図に記憶されている。
【0026】
運転者タイプに依存する評価値COUNTは、例えば、刊行物「ATZ オートモービルテヒニッシェ ツァイトシュリフト(ATZ Automobiltechnische Zeitschrift)」94(1992年)第428頁以降に記載されているような通常の形式のである。
【0027】
ここで「YES」という答えが出されたとき、シフトアップ阻止が開始され、別の状態2aに変更される。この状態2aは、「ファーストオフ 認識」状態として規定されている。
【0028】
この状態2aにおいて、変速機電子制御装置によって、変数「FFO=1」が認識され、実際のペダル位置値PST2が記憶される。
【0029】
そして、状態2aにおいて、シフトアップ阻止作動中に、牽引運転が認識されるか否かが検査され、かつ、実際のペダル位置値PSTが、アクセルペダルの自然復帰「ファーストオフ」を認識した際において、ペダル位置値PST1とオフセット値KWPSTO1との和より大きいか否かが、検査される。牽引運転の認識は、実際ペダル位置PSTが、エンジン回転数NMOおよび路面傾斜値FBNに関係する牽引・推進・特性曲線KFZS〔NMO,FBN〕以上の位置にあることによって、行われる。
【0030】
牽引運転が存在し、ペダル位置が出発状態より大きいとき、シフトアップ阻止状態「FFO=1」が放棄され、再びシフトアップ阻止非作動状態1に変更される。
【0031】
これに対して、実際のペダル位置PSTが、エンジン回転数NMOおよび路面傾斜値FBNに関係する牽引・推進・特性曲線KF−ZS〔NMO,FBN〕より下にあるとき、この状態2bは、「退去待ち」状態(シフトアップ阻止プロシージャから退去するためのプロセスが阻害されているという状態)として規定されている状態2bに変更される。この状態2bにおいても、シフトアップ阻止「FFO=1」が活きている。
【0032】
この状態2bにおいて、最小車速を下回っているか否かが、検査される。これは、変速機出力回転数NABが、予め規定された変速機最小出力回転数KWNABMINより小さいときに生ずる。これが当てはまると、シフトアップ阻止状態が放棄され、シフトアップ阻止非作動状態1に戻される。
【0033】
状態2bにおいて、負のペダル位置勾配が存在することが認識され、かつ、推進運転に切り換えられたことが認識されたことにより、アクセルペダルの自然復帰が確実に検出される。
【0034】
図1において、破線で囲まれた複数の退去基準の1つが、シフトアップ阻止状態から与えられるか否かを検査するために、第1の時間T1が始動され、実際のペダル位置値PSTが、エンジン回転数NMOおよび路面傾斜値FBNに関係する牽引・推進・特性曲線KF−ZS〔NMO,FBN〕と応用可能な変数であるオフセット値KW−ZSOとの和以上であるときに、状態2b「退去待ち」から、「退去準備」状態(シフトアップ阻止プロシージャから退去するためのプロセスが準備できているという状態)として規定された状態3に変更される。
【0035】
あるいはまた、第1の時間T1の始動、および状態2b「退去待ち」から状態3「退去準備」への変更に対する条件は、実際のペダル位置値PSTが、アクセルペダルの自然復帰(ファーストオフ)を認識した際のペダル位置値PST2と応用可能なオフセット値KWPSTO2との和より大きくなければならないように、決定することもできる。
【0036】
第1の時間T1には、シフトアップ阻止ないしシフトアップ遅延に対する限られた第1の時間段(時限時間)THSV1が付属され、その長さは、路面傾斜値FBNに関係して決定される。この路面傾斜値FBNは、変速機電子制御装置の他のモジュールにおいて求められる。
【0037】
状態3において、瞬間的に再び推進運転が認識されたとき、すなわち、シフトアップ阻止作動中において、実際のペダル位置値PSTが、エンジン回転数NMOおよび路面傾斜値FBNに関係する牽引・推進・特性曲線KFZS〔NMO,FBN〕より下に位置し、第1の時間段THSV1がまだ経過されていないとき、状態3「退去準備」から状態2「退去待ち」に戻される。
【0038】
図2には、第1の時間段THSV1が経過され、ペダル位置勾配PSTGが第1の時間T1において、正のペダル位置勾配しきい値KF−PSTGPOSより下にとどまっている場合が、示されている。これが状態3「退去準備」において確認されたとき、図1から理解できるように、シフトアップ阻止非作動状態1に戻される。
【0039】
第1の時間段THSV1がまだ経過されておらず、ペダル位置勾配PSTGが、正のペダル位置勾配しきい値を超過しているとき、状態3「退去準備」から別の状態4に変更される。この状態4は「ガソリン増加中に退去せず」状態と呼ばれる。
【0040】
図3および図4には、ペダル位置勾配PSTGが、正のペダル位置勾配しきい値KW−PSTGPOSより下に再び低下する場合が示されている。このことが状態4において確認されたとき、第2の遅延時間T2が始動され、状態5に変更される。この第2の遅延時間T2には、路面傾斜値FBNに応じて測定された、限られた時間段THSV2〔FBN〕が伴っている。状態5は、図1において「T2経過待ち」と記されている。
【0041】
状態5において、図3に示されているように、第2の時間段THSV2が経過されたことが認識されたとき、状態1に変更され、すなわち、シフトアップ阻止が非作動にされる。
【0042】
第2の時間段THSV2がまだ経過されておらず、図4において明らかなように、ペダル位置勾配PSTG正のペダル位置勾配しきい値を再び超過した場合、状態5が繰り返され、第2の時間T2があらためて始動される。
【0043】
もう一度状態3、つまり「退去準備」状態を検討すると、ペダル位置勾配PSTG負のペダル位置勾配しきい値KW−PSTGNEGを下回ったとき、図1および特に図5において、第3の遅延時間T3が始動されることが、理解できる。この第3の遅延時間T3には、路面傾斜FBNに関係する限られた時間段THSV3が伴っている。この場合、状態3から、別の状態6に変更される。この状態6は、図1において、「大きな負の勾配中退去せず」と記されている。ここで、第3の時間段THSV3が経過されるや否や、シフトアップ阻止状態が放棄される。
【0044】
あるいはまた、第3の時間T3を始動するために、本発明の他の実施の形態において、第1の時間段THSV1が経過される前に、負のペダル位置勾配しきい値KW−PSTGNEGを下回ったとき、第1の時間T1があらたに始動される。
【0045】
その場合、正および負のペダル位置勾配しきい値KW−PSTGPOS、KW−PSTGNEGは、それぞれペダル位置PSTおよび運転者タイプに依存する評価値COUNTに関係して決定される。
【0046】
シフトアップ阻止についての上述したすべての状態において、シフトアップ阻止は勿論、上述した条件に応じて、エンジン最大制限回転数NMOMAXが超過されないときにしか、実行されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に基づくアクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法の概略的なプロセス流れ図。
【図2】 シフトアップ阻止状態が、ペダル位置勾配しきい値と時限時間とに関係して放棄される場合における、ペダル位置勾配の時間的経過を示した線図。
【図3】 シフトアップ阻止状態が、他のペダル位置勾配しきい値と他の時限時間とに関係して放棄される場合における、ペダル位置勾配の時間的経過を示した線図。
【図4】 シフトアップ阻止状態が、図3に示されたペダル位置勾配しきい値と時限時間とに関係して保持される場合における、図3に相当するペダル位置勾配の時間的経過を示した線図。
【図5】 シフトアップ阻止状態が、他のペダル位置勾配しきい値と他の時限時間と路面傾斜とに関係して放棄される場合における、ペダル位置勾配の時間的経過を示した線図。
【符号の説明】
COUNT 運転者タイプに依存する評価値
FastOff ファーストオフ
FBN 路面傾斜、潜在加速度
FFO シフトアップ阻止に対するフラグ
KF−PSTG ペダル位置勾配しきい値、f(PST,COUNT)
KF−ZS 牽引・推進・特性曲線、f(NMO,FBN)
KW−NABMIN ファーストオフにおける変速機最小出力回転数
KW−PSTGNEG 負のペダル位置勾配しきい値
KW−PSTGPOS 正のペダル位置勾配しきい値
KW−PSTO1 牽引運転を確実に認識するためのオフセット値
KW−PSTO2 ペダル位置の増大を防止するためのオフセット値
KW−ZSO ファーストオフから退去するためのスロットル開度オフセット
NAB 変速機出力回転数
NAB−MIN 変速機最小出力回転数
NMO エンジン回転数
PST ペダル位置
PST1 ペダル位置値、ファーストオフ認識中のスロットル開度値
PST2 ペダル位置値、スロットル開度値
PSTG ペダル位置勾配
T1 退去条件に対する第1の時限時間
T2 退去条件に対する第2の時限時間
T3 退去条件に対する第3の時限時間
THSV−1 退去に対する第1の遅延時間、f(FBN)
THSV−2 退去に対する第2の遅延時間、f(FBN)
THSV−3 退去に対する第3の遅延時間、f(FBN)

Claims (14)

  1. − 自動変速機が、アクセルペダルで制御される内燃機関で駆動され、ペダル位置に比例した信号が、変速機電子制御装置に伝えられ、この変速機電子制御装置に切換特性図が記憶され、
    − アクセルペダルの自然復帰が認識され、ペダル位置値(PST)から計算されるペダル位置勾配(PSTG)が、ペダル位置値(PST)および運転者タイプに依存する評価値(COUNT)の関数として特性図に記憶されたペダル位置勾配しきい値(KF−PSTG)より小さいとき、シフトアップ阻止が作動し、
    − シフトアップ阻止状態(FFO=1)が、
    a) 実際のペダル位置(PST)が、エンジン回転数(NMO)と等価的な値、および路面傾斜値と等価的な潜在加速度値(FBN)の関数として特性図に記憶された牽引・推進・特性曲線(KF−ZS)を超過したことによって、牽引運転が認識されるまで、活かされ、または、
    b) 規定された時間段(THSV1、THSV2)後に、時間(T1、T2)が経過されるまで、活かされ、その場合、第1の時間段(THSV1)の経過後に、ペダル位置勾配(PSTG)が第1の時間(T1)において正のペダル位置勾配しきい値(KF−PSTGPOS)より低い位置にとどまっているとき、シフトアップ阻止状態(FFO=1)が放棄され、正のペダル位置勾配しきい値(KW−PSTGPOS)を超過し、再び下回ったとき、第2の時間(T2)が始動され、第2の時間段(THSV2)の経過後に、正のペダル位置勾配しきい値(KW−PSTGPOS)を第2の時間段(THSV2)内にあらたに超過しないとき、シフトアップ阻止状態(FFO=1)が放棄される、
    ことを特徴とする、アクセルペダルの自然復帰の際における自動車の自動変速機の制御方法。
  2. 実際のペダル位置値(PST)が、アクセルペダルの自然復帰(ファーストオフ)を認識した際のペダル位置値(PST1)とオフセット値(KW−PSTO1)との和より大きく、且つ、実際のペダル位置値(PST)が、エンジン回転数(NMO)および路面傾斜値(FBN)に依存する牽引・推進・特性曲線(KF−ZS)以上の位置にあることによって、牽引運転が認識されるとき、シフトアップ阻止状態(FFO=1)が放棄される
    ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 変速機出力回転数(NAB)が、予め規定された変速機最小出力回転数(KW−NABMIN)より小さいとき、シフトアップ阻止状態(FFO=1)が放棄される、ことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 第1の時間(T1)が、「退去待ち」状態において牽引運転が認識されたときに、始動される、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
  5. 第1の時間段(THSV1)において、実際のペダル位置値(PST)が、エンジン回転数(NMO)および路面傾斜値(FBN)に関係する牽引・推進・特性曲線(KF−ZS)以上の位置にあるとき、あるいは実際のペダル位置値(PST)が、アクセルペダルの自然復帰を認識した際のペダル位置値(PST2)とオフセット値(KW−PSTO2)との和より大きいとき、「退去待ち」状態から「退去準備」状態に変更される、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
  6. 第1の時間段(THSV1)が経過する前に推進運転が認識されたとき、逆に「退去準備」状態から「退去待ち」状態に変更される、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. シフトアップ阻止の作動中に、実際のペダル位置値(PST)が、エンジン回転数(NMO)および路面傾斜値(FBN)に関係する牽引・推進・特性曲線(KF−ZS)より下に位置することによって、推進運転が認識される、ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の方法。
  8. 正のペダル位置勾配しきい値(KF−PSTGPOS)を、第2の時間段(THSV2)内において超過したとき、第2の時間(T2)があらたに始動される、
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。
  9. 負のペダル位置勾配しきい値(KW−PSTGNEG)を、第1の時間段(THSV1)が経過する前に下回ったとき、第3の時間(T3)が始動され、第3の時間段(THSV3)が経過したとき、シフトアップ阻止状態(FFO=1)が放棄される、
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
  10. 負のペダル位置勾配しきい値(KW−PSTGNEG)を、第1の時間段(THSV1)が経過する前に下回ったとき、第1の時間(T1)があらたに始動される、
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
  11. 正あるいは負のペダル位置勾配しきい値(KF−PSTGPOS、KW−PSTGNEG)が、ペダル位置値(PST)および運転者タイプに依存する評価値(COUNT)に関係して決定される、
    ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。
  12. 第1のシフトアップ遅延時間段(THSV1)、第2のシフトアップ遅延時間段(THSV2)、及び、第3のシフトアップ遅延時間段(THSV3)の少なくとも一つが、路面傾斜値(FBN)に関係して決定される、
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の方法。
  13. 運転者タイプに依存する評価値(COUNT)の大きさが、走行挙動を評価するために、変速機電子制御装置のプログラムモジュールにおいて求められる、
    ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の方法。
  14. 最大エンジン回転数(NMO−MAX)を超過したとき、シフトアップ阻止状態が非作動にされる、ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の方法。
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