JP4536254B2 - 自動変速機においてオーバーラップ切換式にシフトアップする際のクラッチ圧の適合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、自動変速機において、解除する第１クラッチと係合する第２クラッチが、オーバーラップして切換作動して、シフトアップする際のクラッチ圧の適合方法に関する。そのオーバーラップ切換は、２つの段階から成っている。その第１段階中に、第１クラッチの圧力レベルが調節されることによって、変速機入力回転数が過大値だけ増大されて過大回転数にされる。第２段階中に、第２クラッチが第１クラッチから荷重を受け取る。
【０００２】
電油制御式自動変速機において、切換はオーバーラップ切換として実行される。即ち、本件出願人出願のドイツ特許出願公開第４２４０６２１号明細書に、オーバーラップ切換に対する制御および調節方法が提案されている。そこでは、オーバーラップ切換は、第１段階と第２段階とから成っている。その第１段階中に、変速機入力回転数は過大値だけ増大されて、過大回転数にされる。第２段階中に、本来の荷重受け渡しが行われる。ここで過大回転数とは、シフトアップの初めにおいて変速比から生じさせられている変速機入力回転数より、第１クラッチの圧力レベルを介して高められる変速機入力回転数を意味する。荷重受け渡し、即ち第２クラッチが第１クラッチから荷重を受け取り始める瞬間は、過大回転数が再び下がることにより、認識される。上述の方法は実際に信頼されている。しかしながら、幾人かの運転者は、第１段階の時間、即ち変速機入力回転数が過大回転数に達するまでの時間が、ゆっくり過ぎると、感じている。
【０００３】
本発明の課題は、この従来技術から出発して、自動変速機の自発性を高めることにある。
【０００４】
この課題の第１の解決方式は、切換指令が発せられた際、変速機入力回転数が過大回転数に到達するまでの時間が測定されることにある。そして、この時間が予め設定された時間と比較されて、その差が計算され、この差値が加算記憶器において符号を付けて加算される。加算記憶器の内容が限界値を超過したとき、適合値が補正記憶器に記憶されて、続く切換中に、第１クラッチ即ち遮断するクラッチの遮断圧力レベルが適合させられる。
【０００５】
また第２の解決方式は、第１の解決方式が実行されて、適合基準が存在する際、第１クラッチ即ち遮断するクラッチの遮断時点が、続く切換中に、適合させられることにある。
【０００６】
第１の解決方式並びに第２の解決方式に対する実施態様において、加算記憶器並びに補正記憶器は、変速機入力トルク、ＡＴフルード（Automatic Transmission Fluid）温度および回転数のそれぞれの等級に分けられている。回転数の等級に対して、変速機入力回転数並びに変速機出力回転数が利用される。本発明に基づく解決方式およびその実施態様は、変速機入力回転数が速やかに過大回転数にされる、という利点を有する。これは、制御回路の制御量として、適合させられた値が利用されるからである。その結果、制御過程が短縮される。従って、自動変速機は、運転者の挙動にぴったり関連して反応し、これによって、自動変速機はより自発的に作用する。
【０００７】
本発明の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。請求項７に基づいて、第２段階が開始する前に、
− スロットル開度値が限界値より小さいか、
− スロットル開度の傾きが限界値より大きいか、
− 惰性運転が認識されているか、
− 切換指令がシフトレバーによって認識されているか、あるいは
− ＡＴフルード温度が限界値より小さい、
場合には、適合に対する評価は行われない。
【０００８】
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１には、自動変速機の制御装置が概略的に示されている。この自動変速機は本来の機械部分、流体トルクコンバータ３、油圧制御装置２１および変速機電子制御装置１３から成っている。この自動変速機は、駆動装置１特に内燃機関によって、駆動軸２を介して駆動される。この駆動軸２は、流体トルクコンバータ３のポンプインペラ４に固く結合されている。流体トルクコンバータ３は公知のように、ポンプインペラ４、タービンランナ５およびステータ（案内羽根車）６から成っている。流体トルクコンバータ３に並列してロックアップクラッチ７が配置されている。ロックアップクラッチ７およびタービンランナ５は、タービン軸８に通じている。ロックアップクラッチ７が作動された際、タービン軸８は駆動軸２と同じ回転数を有する。自動変速機の機械部分は、クラッチおよびブレーキＡ〜Ｇ、フリーホィール１０（ＦＬ１）、逆転装置９および後置された遊星歯車装置１１から成っている。変速機出力軸１２を介して出力される。この出力軸１２はデフ（図示せず）に通じ、そのデフは左右のドライブシャフトを介して車両の駆動輪（図示せず）を駆動する。クラッチ／ブレーキの適当な組合せによって、速度段が決定される。図２において、各速度段におけるクラッチの作動状態が理解できる。即ち例えば、４速段から３速段にシフトダウンする際、ブレーキＣが係合され、クラッチＥが解除される。図２の表から更に理解できるように、２速段から５速段までの切換は、それぞれオーバーラップ切換として実行される。機械部分は本発明のより一層の理解にとって必要ではないので、その詳細説明は省略する。
【００１０】
変速機電子制御装置１３は、入力量２０ないしシフトレバー２２に関係して、適当な走行段を選択する。変速機電子制御装置１３は、油圧制御装置２１を介して、適当なクラッチ／ブレーキ組合せを選択して活動させる。その油圧制御装置２１には、電磁式操作部が存在している。切換推移中に、変速機電子制御装置１３は、切換に関与するクラッチ／ブレーキの圧力経過を決定する。変速機電子制御装置１３においてここでは、マイクロコントローラ１４、記憶器１５、操作部制御機能ブロック１６および計算機能ブロック１７が、概略的にブロックとして示されている。記憶器１５には変速機の重要なデータが記憶されている。この変速機の重要なデータは例えばプログラム、車両特有の特性値、診断データおよび適合値である。通常、記憶器１５はＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭあるいはバッファＲＡＭとして形成されている。計算機能ブロック１７において、切換経過にとって重要なデータが計算される。操作部制御機能ブロック１６は、油圧制御装置２１に存在する操作部を制御するために使われる。
【００１１】
変速機電子制御装置１３に導入される入力量２０は例えば、アクセルペダル位置／スロットル開度あるいは手動切換要求のような運転者の出力願望を表す量、内燃機関によって発生されるトルクの信号、内燃機関の回転数ないし温度などである。通常、内燃機関特有のデータは、エンジン制御装置によって準備される。このエンジン制御装置は図１には図示されていない。変速機電子制御装置１３は別の入力量として、タービン軸の回転数１８（ｎＴ）および出力軸の回転数１９（ｎＡＢ）を受け取る。
【００１２】
図３には、本発明に基づく第１の解決方式が示されている。図３は部分図３Ａ〜図３Ｃから成っている。この場合、それぞれオーバーラップ切換の第１段階中において、図３Ａには、切換指令が、図３Ｂには、第１クラッチ即ち解除するクラッチＫ１の圧力経過が、図３Ｃには、変速機入力回転数ｎＴの経過が、時間に関して、３つの場合について示されている。点Ａ、Ｂ、Ｃを含む曲線は、理想的経過に相当している。点Ａ、Ｄ、Ｅを含む曲線は、時間的に早過ぎる変速機入力回転数経過に相当している。点Ａ、Ｆ、Ｇを含む曲線は、時間的に遅過ぎる経過に相当している。点Ｄ、Ｂ、Ｆにおける回転数値は、変速機出力回転数ｎＡＢおよび元の変速比ｉ（ＡＬＴ）から生じさせられる回転数値に比べて、過大値ｄｎだけ高められている。このようなオーバーラップ切換中において変速機入力回転数を過大にする方法は、ドイツ特許出願公開第４２４０６２１号明細書で知られている。従ってこのドイツ特許出願公開明細書も本件出願の開示内容に属する。時点ｔ０で、変速機電子制御装置１３は切換指令を発する。信号走行時間から生ずる遅れ時間の経過後に、時点ｔ１で、第１クラッチＫ１の圧力レベルが遮断圧力レベルｐＡＢに下げられる。その後、第１クラッチＫ１において圧力下り勾配が生ずる。この圧力下り勾配の結果、時点ｔ１で、変速機入力回転数ｎＴが過大に増大し始める。この回転数ｎＴは、時点ｔ２で、その最大値に達するか、それに従って、調整器によって調整される。その最大値は、変速機出力回転数ｎＡＢと元の変速比ｉ（ＡＬＴ）との積と、過大値ｄｎとの和である。時点ｔ２を、即ち点Ｂを、第１段階の終了点と見なす。その後に第２段階が続く。この第２段階中に、第２クラッチが第１クラッチから荷重を受け取り、従って、過大回転数ｄｎが減少し、変速機入力回転数ｎＴが新たなシンクロ点の方向に変化する。第１クラッチの遮断圧力レベルが、高すぎる値ｐＡＢ（２）にあるとき、回転数過大値ｄｎを得るために、長い時間が必要とされる。このことから、点Ａ、Ｆを含む経過が生ずる。第１クラッチの遮断圧力レベルが、低すぎる圧力レベルｐＡＢ（１）にあるとき、その反応として、変速機入力回転数ｎＴが過度に早く増大し始め、これは図３Ｃにおける点Ａ、Ｄを含む曲線に相当する。
【００１３】
いま、本発明に基づく解決方式は、時点ｔ０で、即ち遮断指令によって、この時点から、変速機入力回転数ｎＴが過大回転数ｄｎに到達するまでの時間が、測定されることを提案する。この時間は、予め設定された時間ｔＡＤと比較されて、その差が形成され、即ちＤＩＦＦ＝ｔＡＤ−ｔ２が形成される。その時間ｔＡＤは理想値に相当し、点Ｂで、即ち時点ｔ２で終了する。この差は加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）において符号を付けて加算される。変速機入力回転数ｎＴが点Ｆで、即ち時点ｔ２（２）で過大回転数ｄｎに到達した場合、これによって負の差が生ずる。変速機入力回転数ｎＴが過大回転数ｄｎに早期に、即ち時点ｔ２（１）に到達した場合、正の差が生ずる。加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）の内容が限界値±ＧＷを超過したとき、補正値記憶器ＫＯＲＲにおいて、適合値ｄｐが記憶される。加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）並びに補正値記憶器ＫＯＲＲは、変速機入力トルクＭｔ、ＡＴフルード温度Ｃ（ＡＴＦ）および回転数ｎＴのそれぞれの等級に分けられる。従って、次式が生ずる。
【００１４】
ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）＝ｆ（Ｍｔ、Ｃ（ＡＴＦ）、ｎＴ） ないし
ＫＯＲＲ ＝ｆ（Ｍｔ、Ｃ（ＡＴＦ）、ｎＴ）
適合値ｄｐは、続く切換中に、第１クラッチの遮断圧力レベルｐＡＢが適合させられるように作用する。これによって、ｐＡＢ＝ｐＡＢ±ｄｐが生ずる。
【００１５】
図３Ｃに追加的に、線ｄｎ（ＺＷＡＮＧ）が示されている。変速機入力回転数ｎＴがこの回転数値ｄｎ（ＺＷＡＮＧ）を超過したとき、補正値記憶器ＫＯＲＲは全部が、固定値ｄｐ２で占められる。
【００１６】
図４には、第２の解決方式が示されている。図３Ｃに示されている変速機入力回転数経過から出発して、適合基準が満たされた際に、二次的反応として、第１クラッチＫ１の遮断時点が変化される。この場合、時点ｔ１は、点Ａ、Ｂ、Ｃを含む理想的な変速機入力回転数経過に相当する曲線Ｈ、Ｋ、Ｎをたどる理想的挙動と一致する。曲線Ｈ、Ｊ、Ｍをたどる遮断時点ｔ１′は、時間的に遅すぎる変速機入力回転数経過に対する二次的反応と見なされる。これは、図３Ｃにおいて点Ａ、Ｆ、Ｇを含む経過に相当する。曲線Ｈ、Ｌ、Ｏの時点ｔ１″は、時間的に早すぎる変速機入力回転数経過に対する二次的反応と見なされる。これは、点Ａ、Ｄ、Ｅを含む曲線に相当する。
【００１７】
図５には、第１の解決方式のプログラムが流れ図で示されている。このプログラムは、ステップＳ１で開始し、即ち例えばシフトアップが必要であるとの確認で始まる。ステップＳ２において、変速機電子制御装置１３が切換指令を発する。同時にステップＳ３において時間段ｔ２が開始される。ステップＳ４において、時点ｔ１でクラッチＫ１が遮断される。ステップＳ５において、変速機入力実際回転数ｎＴが測定される。ステップＳ６において、変速機入力回転数ｎＴが過大回転数ｄｎ以下であるか、あるいは強制適合過大回転数ｄｎ（ＺＷＡＮＧ）以上であるかが、検査される。そして、変速機入力回転数が過大回転数ｄｎより小さい場合、ステップＳ７において、待ち時間が進行する。変速機入力回転数が強制適合過大回転数ｄｎ（ＺＷＡＮＧ）以上である場合、ステップＳ８において、適合値ｄｐ２が補正記憶器ＫＯＲＲに記憶され、ステップＳ９において、適合プログラムが終了する。ステップＳ６において、変速機入力回転数ｎＴが過大回転数ｄｎと同じであることが確認されたとき、このために、時点ｔ０から過ぎた時間ｔ２が、ステップＳ１０において検出される。そして、ステップＳ１１において、この時間ｔ２と予め設定された時間ｔＡＤとの差ｔＡＤ−ｔ２が得られる。この差は、ステップＳ１２において、加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）に符号を付けて記憶される。その後、ステップＳ１３において、加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）の内容が限界値±ＧＷより大きいか否かが質問される。その答えが「いいえ」であるとき、ステップＳ１４において、適合プログラムが放棄される。ステップＳ１３において、限界値±ＧＷが超過されたことが確認されたとき、追加的に、なおステップＳ１５において、そのように計算された適合値ｄｐが最大適合値ｄｐ（ＭＡＸ）より大きいか否かが検査される。その答えが「はい」であるとき、ステップＳ１６において、適合値ｄｐが最大適合値ｄｐ（ＭＡＸ）に制限され、その後、ステップＳ１７において、適合プログラムが放棄される。ステップＳ１５において、適合値ｄｐが最大適合値ｄｐ（ＭＡＸ）より小さいことが確認されたとき、ステップＳ１８において、適合値ｄｐが補正記憶器ＫＯＲＲに記憶される。この場合、補正記憶器ＫＯＲＲ並びに加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）は、変速機入力トルクＭｔ、ＡＴフルード温度Ｃ（ＡＴＦ）および回転数ｎＴのそれぞれの等級を有している。その後、ステップＳ１９において、適合プログラムの終了が行われる。
【００１８】
単純な実施態様において、補正記憶器並びに加算記憶器は、変速機入力トルクＭｔおよび温度の依存性だけを表現し、次のように実現される。
【００１９】

ここで値（ｉ）、即ち値１〜値９は次のことを意味する。
【００２０】
− 加算記憶器の場合、時間差値ｔＡＤ−ｔ２の加算合計。
【００２１】
− 補正記憶器の場合、第１クラッチの遮断圧力レベルｐＡＢの値。
【００２２】
図６には、本発明に基づく第２の解決方式が示されている。この場合、ステップＳ５までの経過は、図４における経過と全く一致しているので、上述の説明を参照されたい。ステップＳ６において、時間ｔ２が決定される。その時間ｔ２は、変速機入力回転数ｎＴが過大回転数ｄｎに到達したとき、達成される。そして、ステップＳ７において、予め設定された時間ｔＡＤと、測定された時間ｔ２との差が検出される。ステップＳ８において、この差は加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）に記憶される。ステップＳ９において、加算記憶器の内容が限界値±ＧＷより大きいか否かが検査される。この答えが「いいえ」であるとき、ステップＳ１０に向かって分岐し、適合プログラムが終了する。加算記憶器ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）の内容が限界値±ＧＷより大きいとき、ステップＳ１１において、適合値ｄｐが補正記憶器ＫＯＲＲ）に記憶される。加算記憶器並びに補正記憶器の構成については、図４についての説明が適用される。その後、ステップＳ１２において、適合プログラムが放棄される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動変速機の制御装置の概略構成図。
【図２】 図１の自動変速機の各速度段におけるクラッチの作動状態を表した図。
【図３】 本発明に基づく第１の解決方式を表した線図。
【図４】 本発明に基づく第２の解決方式を表した線図。
【図５】 本発明に基づく第１の解決方式におけるプログラムの流れ図。
【図６】 本発明に基づく第２の解決方式におけるプログラムの流れ図。
【符号の説明】
１ 駆動装置
２ 駆動軸
３ 流体トルクコンバータ
４ ポンプインペラ
５ タービンランナ
６ ステータ
７ ロックアップクラッチ
８ タービン軸
９ 逆転装置
１０ フリーホィールＦＬ１
１１ 遊星歯車装置
１２ 変速機出力軸
１３ 変速機電子制御装置
１４ マイクロコントローラ
１５ 記憶器
１６ 操作部制御機能ブロック
１７ 計算機能ブロック
１８ タービン回転数信号
１９ 変速機出力回転数信号
２０ 入力量
２１ 油圧制御装置
２２ シフトレバー

Claims (6)

1. 自動変速機において、解除する第１クラッチ（Ｋ１）と係合する第２クラッチ（Ｋ２）が、オーバーラップして切換作動して、シフトアップする際のクラッチ圧の適合方法であって、
   そのオーバーラップ切換が２つの段階から成り、その第１段階中に、第１クラッチ（Ｋ１）の圧力レベルが調節されることによって、変速機入力回転数（ｎＴ）が過大値（ｄｎ）だけ増大されて過大回転数にされ、第２段階中に、第２クラッチ（Ｋ２）が第１クラッチ（Ｋ１）から荷重を受け取るような自動変速機においてオーバーラップ切換式にシフトアップする際のクラッチ圧の適合方法において、
   前記変速機入力回転数（ｎＴ）が前記過大値（ｄｎ）だけ増大された過大回転数に到達した際に、前記第１クラッチ（Ｋ１）から前記第２クラッチ（Ｋ２）が荷重の受け取りを始めるのであり、
   切換指令が発せられた際、変速機入力回転数（ｎＴ）が過大回転数に到達するまでの時間（ｔ２）が求められ、この時間が予め設定された時間（ｔＡＤ）と比較され、その差を示すＤＩＦＦがＤＩＦＦ＝ｔＡＤ−ｔ２として形成され、この差が加算記憶器（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ））において符号を付けて記憶され、この加算記憶器（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ））の内容が限界値（±ＧＷ）で示される−ＧＷ〜＋ＧＷの範囲を超過したとき、適合値としてｄｐが補正値記憶器（ＫＯＲＲ）に記憶されて、続く切換中に、第１クラッチ（Ｋ１）の遮断圧力レベル（ｐＡＢ）がｐＡＢＶ±ｄｐとして適合させられることを特徴とする自動変速機においてオーバーラップ切換式にシフトアップする際のクラッチ圧の適合方法。
2. 自動変速機において、解除する第１クラッチ（Ｋ１）と係合する第２クラッチ（Ｋ２）が、オーバーラップして切換作動して、シフトアップする際のクラッチ圧の適合方法であって、
   そのオーバーラップ切換が２つの段階から成り、その第１段階中に、第１クラッチ（Ｋ１）の圧力レベルが調節されることによって、変速機入力回転数（ｎＴ）が過大値（ｄｎ）だけ増大されて過大回転数にされ、第２段階中に、第２クラッチ（Ｋ２）が第１クラッチ（Ｋ１）から荷重を受け取るような自動変速機においてオーバーラップ切換式にシフトアップする際のクラッチ圧の適合方法において、
   前記変速機入力回転数（ｎＴ）が前記過大値（ｄｎ）だけ増大された過大回転数に到達した際に、前記第１クラッチ（Ｋ１）から前記第２クラッチ（Ｋ２）が荷重の受け取りを始めるのであり、
   切換指令が発せられた際、変速機入力回転数（ｎＴ）が過大回転数に到達するまでの時間（ｔ２）が求められ、この時間が予め設定された時間（ｔＡＤ）と比較され、その差を示すＤＩＦＦがＤＩＦＦ＝ｔＡＤ−ｔ２として形成され、この差が加算記憶器（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ））において符号を付けて記憶され、この加算記憶器（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ））の内容が限界値（±ＧＷ）で示される−ＧＷ〜＋ＧＷの範囲を超過したとき、適合値としてｄｐが補正値記憶器（ＫＯＲＲ）に記憶されて、続く切換中に、遮断指令の発生時点（ｔ１）が適合させられる、ことを特徴とする自動変速機においてオーバーラップ切換式にシフトアップする際のクラッチ圧の適合方法。
3. 加算記憶器（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ））並びに補正値記憶器（ＫＯＲＲ）が、変速機入力トルク（Ｍｔ）、ＡＴフルード温度（Ｃ（ＡＴＦ））および回転数（ｎＴ）のそれぞれの関数である（（ＳＵＭ（ＤＩＦＦ）＝ｆ（Ｍｔ、Ｃ（ＡＴＦ）、ｎＴ）ないしＫＯＲＲ＝ｆ（Ｍｔ、Ｃ（ＡＴＦ）、ｎＴ））、ことを特徴とする請求項１又は２記載の適合方法。
4. 予め設定された時間（ｔＡＤ）が、シフトアップ様式（ＨＳ）の関数（ｔＡＤ＝ｆ（ＨＳ））である、ことを特徴とする請求項３記載の適合方法。
5. 適合値（ｄｐ）が最大適合値（ｄｐ（ＭＡＸ））を超過しない、ことを特徴とする請求項４記載の適合方法。
6. 第２段階が開始する前に、
   − スロットル開度値（ＤＫＩ）が限界値より小さいか（ＤＫＩ＜ＧＷ）、
   − スロットル開度の傾きＧｒａｄ（ＤＫＩ）が限界値より大きいか（Ｇｒａｄ（ＤＫＩ）＜ＧＷ））、
   − 惰性運転が認識されているか、
   − 切換指令がシフトレバーによって認識されているか、あるいは
   − ＡＴフルード温度（Ｃ（ＡＴＦ））が限界値（ＧＷ）より小さい（Ｃ（ＡＴＦ）＜ＧＷ）、場合には、適合に対する評価が行われない、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の適合方法。

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