JPH08219268A - 変速比切り替えのための切替時間を求める方法 - Google Patents

変速比切り替えのための切替時間を求める方法

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JPH08219268A JP7306245A JP30624595A JPH08219268A JP H08219268 A JPH08219268 A JP H08219268A JP 7306245 A JP7306245 A JP 7306245A JP 30624595 A JP30624595 A JP 30624595A JP H08219268 A JPH08219268 A JP H08219268A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有段変速機をシミュレートする無段変速機に
おける変速比切り替えのための切替時間を求める方法に
おいて、各切替動作ごとに切替基本時間を別個に求め、
切替快適性が運転者の快適感覚に適合されるように切替
時間を設定する。 【解決手段】 変速比の切り替えと切替方向に依存して
基本切替時間を求める。さらに、変速比切替時に生じる
変速機の入力回転数の変化に依存して回転数ファクタを
求め、また、変速機の負荷信号に依存して負荷ファクタ
を求める。そして基本切替時間、負荷ファクタおよび回
転数ファクタから切替時間を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有段変速機をシミ
ュレートする無段変速機における変速比切り替えのため
の切替時間を求める方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許公告第４１２０５
４０号公報から、運転者によってじかに制御できる有段
変速段がシミュレートされるように無段変速機を制御す
ることが知られている。この目的で制御装置は、この制
御装置内で求められた目標変速比ｕｅｓｏｌｌが変速機
において設定調整されるよう、無段変速機において圧力
比を調整する。目標変速比ｕｅｓｏｌｌは、制御装置内
で運転者の切替要求に依存して求められる。このように
して要求される目標変速比の変更は跳躍的には行えず、
変速機の負荷を考慮しながら、さらにとりわけ運転者に
対し心地よい切替快適性が得られるように、所定の切替
時間にわたり行われる。
【０００３】自家用車に用いられる自動的に切り換えら
れる有段変速機の場合には通常、遊星歯車装置により構
成されており、この場合、圧力の加えられるクラッチと
ブレーキにより所定の変速比に切り替えることができ
る。この場合も変速比の切り替えは急激に行えず、つま
り一方ではこれまでの変速比で操作されたクラッチとブ
レーキによる圧力減少と、他方ではこれから投入される
変速段において操作されるクラッチとブレーキによる圧
力形成を急激に行うことはできず、技術的な理由ならび
に快適性に基づく理由から、所定の切替期間にわたって
変速比の切り替えを行わなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、切替
快適性が運転者の快適感覚に適合されるように切替時間
を設定することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および利点】本発明によれ
ばこの課題は、変速比の切り替えと切替方向に依存して
基本切替時間を求めるステップと、変速比切替時に生じ
る変速機の入力回転数の変化に依存して回転数ファクタ
を求めるステップと、変速機の負荷信号に依存して負荷
ファクタを求めるステップと、基本切替時間 、負荷フ
ァクタおよび回転数ファクタから切替時間を求めるステ
ップを有することにより解決される。
【０００６】これにより有利には、変速比切替に重要な
影響を及ぼすすべての入力量が考慮される。上述のステ
ップにより殊に、切替状態（出発変速比と目標変速比た
とえば第４変速比から第５変速比への切り替え）ならび
に切替方向（第４変速比から第５変速比への切り替えと
第５変速比から第４変速比への切り替えとを区別）が切
替快適性に重要な影響を及ぼすことが考慮される。この
影響は、各切り替えおよび各切替方向ごとに切替時間を
別個に求めることで考慮される。
【０００７】この場合、回転数ファクタによって、変速
比切り替えにより引き起こされる変速機入力回転数の変
化が考慮される。このような回転数変化は、変速機の入
力側における回転質量体に対しても変速機に前置接続さ
れた駆動機関の回転質量体に対しても作用を及ぼすの
で、このことでこの質量体の回転エネルギーの変化に起
因する切替快適性に対する影響の成分が考慮される。し
たがって、入力回転数の変化が大きくなるにつれて、回
転ファクタひいては切替時間も上昇する。
【０００８】さらに負荷ファクタにより、変速機入力側
に加わる負荷が考慮される。負荷が小さいときには、ソ
フトでありいっそう目立たない切替過程が望まれ、これ
によって殊に、切替快適性に対する高い要求に添うこと
になる。これに対して負荷が大きいときには加速の要求
が前面にでてくることになり、これを満たすために回転
エネルギーも利用できる。この場合、快適性の要求は背
景に退くので、結果としてハードな切り替えも許される
ことになる。この理由から、負荷が小さくなるにつれて
負荷ファクタが高まり切替時間が長くなる。設計に応じ
て、著しく高い負荷のときに負荷ファクタが負の値に達
するように構成することができ、このようにして回転エ
ネルギーを利用するために回転数ファクタを阻止するよ
うになる。
【０００９】この方法を実施するために提案されたプロ
グラミング可能な制御部の形式の装置を用いることによ
って、この方法の使用が著しく簡単かつ有利なコストで
実現可能である。
【００１０】従属請求項には本発明の有利な実施形態が
記載されている。
【００１１】本発明の実施形態によれば、基本切替時間
は付加的に車両状態（牽引またはエンジンブレーキ動
作）に依存して求められる。これにより、運転者にとっ
て切替快適性は大きさや経過特性だけでなく切替衝撃の
作用方向によっても影響が及ぼされることが考慮され
る。この実施形態は、エンジンブレーキ動作のもとでの
切替衝撃は、牽引動作のもとでの切替衝撃よりも心地よ
くないと感じることに基づいている。これは一方では、
運転者は牽引動作時にはエンジンブレーキ動作時よりも
良好にそのシートによって支持されていることによる。
他方では、加速時つまり牽引動作のもとにおいては、切
替衝撃は加速にとって必要なものとして、あるいはそれ
どころかスポーツ走行スタイルのしるしとして受け入れ
られているのに対し、エンジンブレーキ動作のもとでの
減速時には切替衝撃はむしろ減速の中断という印象を引
き起こし、したがって心地よくないと感じられる。
【００１２】次に、図面に示された実施例に基づき本発
明について詳細に説明する。
【００１３】
【実施例】図１には、電気液圧式に操作されるたとえば
ベルト式変速機における無段変速機２の制御部１のブロ
ック図が示されている。無段変速機２は制御可能な始動
クラッチ３を介して内燃機関プログラミング可能な制御
部の形式の装置を用いることによって、４により駆動さ
れる。無段変速機２の出力軸５は、図示されていない車
両の車輪駆動部と結合されている。
【００１４】以下では、時間ｔとともに変化する量また
は関数を時間ｔの関数ｆ（ｔ）として表す。
【００１５】制御装置６は、少なくともスロットルバル
ブ角度発生器７のスロットルバルブ位置ａｌｐｈａ
（ｔ）と内燃機関４のエンジン回転数発生器８のエンジ
ン回転数ｎｍｏｔ（ｔ）とに依存して、液圧バルブブロ
ック９を制御する。無段変速機２と始動クラッチ３を制
御するために制御装置６は別の入力量として、キックダ
ウンスイッチ１０のキックダウン信号ｋｄ（ｔ）、アイ
ドリングスイッチ１１のアイドリング信号ｌｌ（ｔ）、
内燃機関４の空気量ないし空気質量発生器１２の空気量
ないし空気質量ｍｌ（ｔ）および変速機入力回転数発生
器１３の変速機入力回転数ｎｅ（ｔ）、ならびに走行速
度発生器１４の走行速度ｖ（ｔ）を受け取る。これに加
えて制御装置６によって、非駆動車両軸における基準速
度発生器１５の速度ｖｒｅｆ（ｔ）、横方向加速度発生
器１６の横方向加速度ａｑ（ｔ）およびブレーキ信号発
生器１７のブレーキ信号ｂ（ｔ）が捕捉検出されて処理
される。
【００１６】さらにこの制御部は通常のように、走行段
Ｐ（パーキング）、Ｒ（バック）、Ｎ（ニュートラル）
およびＤ（無段変速機の変速比等の自動的な設定調整）
をまえもって選択するためセレクト装置１８を介して車
両運転者により制御可能である。また、このセレクト装
置１８の設定範囲は、変速比等の直接的なプリセットの
ために設けられている。
【００１７】セレクト装置１８は走行段Ｄから第２の切
換経路１９へ動かすことができ、そこにおいてセレクト
装置１８はロッカスイッチとして動作し、車両運転者は
シフトアップまたはシフトダウンに関して変速比を制御
することができる。セレクト装置１８は、走行段信号Ｆ
ＳＴと、シフトタップまたはシフトダウンのための切替
要求信号ｓｈｒとを送出する。
【００１８】ここにおいて、そして以下の説明において
も、変速比の変化に関して“シフトアップ”または“変
速比の低減”という用語が用いられているが、これは入
力回転数が変わらないで保持されているときに変速機の
出力回転数を高めるものであり、有段変速機におけるシ
フトアップに相応する。これとは逆に、入力回転数が変
わらないで保持されているときに変速機の出力回転数を
低減するという意味で変速比の変化に関して“シフトダ
ウン”または“変速比の増加”という用語が記載されて
おり、これは有段変速機におけるシフトダウンに相応す
る。
【００１９】前述の各量に依存して、制御装置６は信号
出力側ｐｋおよび液圧バルブブロック９を介して始動ク
ラッチ３内の液圧を制御し、さらに信号出力側ｐｅおよ
びｐａならびに液圧バルブブロック９を介して、変速機
入力回転数ｎｅ（ｔ）と変速機出力回転数（走行速度）
ｖ（ｔ）との間における変速比ｕｅを制御する。この目
的で液圧バルブブロック９は、始動クラッチ３および無
段変速機２の対応の制御導管２０，２１，２２をポンプ
２３に通じる圧力導管２４と、または液圧流体用の予備
タンク２６への帰還導管２５と接続する。
【００２０】制御装置６は図２に示されているように変
速比制御部２７を有しており、これは走行アクティビテ
ィ検出機能部２８、牽引動作−エンジンブレーキ動作検
出機能部２９、駆動部スリップ検出機能部３０および設
定調整機能部３１と接続されている。
【００２１】走行アクティビティ検出機能部２８は、有
利にはドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２２０５１
号公報に記載の方法にしたがって、車両の制御に関する
運転者の走行スタイルないしは交通状況に基づく運転者
の挙動を評価する量すなわち走行アクティビティＳＫ
（ｔ）を求める。
【００２２】牽引動作−エンジンブレーキ動作検出機能
部２９は、スロットルバルブ位置ａｌｐｈａ（ｔ）とエ
ンジン回転数ｎｍｏｔ（ｔ）とに依存して、車両が牽引
動作であるかエンジンブレーキ動作であるかに関する信
号ｚｓ（ｔ）を送出し、さらに駆動部スリップ検出機能
部３０は、走行速度ｖ（ｔ）と速度ｖｒｅｆ（ｔ）との
差から、駆動輪のスリップを表す駆動部スリップ信号ｓ
ａｎ（ｔ）を求める。
【００２３】これらの量ならびに、走行段信号ＦＳＴ、
切替要求信号ｓｈｒ、スロットルバルブ位置ａｌｐｈａ
（ｔ）、キックダウン信号ｋｄ（ｔ）、アイドリング信
号ｌｌ（ｔ）、空気量ｍｌ（ｔ）、変速機入力回転数ｎ
ｅ（ｔ）、走行速度ｖ（ｔ）、横方向加速度ａｑ
（ｔ）、ブレーキ信号ｂ（ｔ）および変速機出力回転数
ｎｅ（ｔ）から、変速比制御部２７は目標変速比ｕｅｓ
ｏｌｌおよび始動クラッチ開／閉信号ＡＫを求め、これ
らは設定調整機能部３１へ転送される。
【００２４】設定調整機能部３１は、信号出力側ｐｅお
よびｐａを用いることで変速機２の変速比設定部を制御
し、その際、目標変速比ｕｅｓｏｌｌはできるかぎりわ
ずかな遅延時間で、しかし目立つオーバシュートなく設
定調整される。さらに、始動クラッチは始動クラッチ開
／閉信号ＡＫに応じて信号出力側ｐｋを介して設定調整
機能部３１により制御される。
【００２５】自動的に変速比を選択する第１の動作モー
ドにおいて変速比制御部２７は、入力量すなわち牽引動
作／エンジンブレーキ動作信号ｚｓ（ｔ）、駆動部スリ
ップ信号ｓａｎ（ｔ）、走行段信号ＦＳＴ、走行アクテ
ィビティＳＫ（ｔ）、スロットルバルブ位置ａｌｐｈａ
（ｔ）、エンジン回転数ｎｍｏｔ（ｔ）、アイドリング
信号ｌｌ（ｔ）、キックダウン信号ｋｄ（ｔ）、空気量
信号ｍｌ（ｔ）、ブレーキ信号ｂ（ｔ）および変速機入
力回転数ｎｅ（ｔ）から、目標変速比ｕｅｓｏｌｌを求
める。
【００２６】運転者により制御される第２の動作モード
において、運転者によってじかに制御可能な有段変速機
がシミュレートされる。目標変速比ｕｅｓｏｌｌは、入
力量すなわち切替要求信号ｓｈｒ、変速機入力回転数ｎ
ｅ（ｔ）、スロットルバルブ位置ａｌｐｈａ（ｔ）およ
び牽引動作／エンジンブレーキ動作信号ｚｓ（ｔ）から
求められる。
【００２７】変速比制御部２７は図示されていないテー
ブルを有しており、このテーブル内にはまえもって定め
られた目標変速比ｕｅｓｏｌｌ＿ｉが格納されている。
まえもって定められているこれらの目標変速比ｕｅｓｏ
ｌｌ＿ｉは、有段変速機のシミュレートに際してはこの
有段変速機の１つの変速段に対応しているので、シミュ
レートしようとする有段変速機の変速段と同じ個数のま
えもって定められた目標変速比ｕｅｓｏｌｌ＿ｉが設定
されている。したがって、まえもって定められた目標変
速比ｕｅｓｏｌｌ＿ｉは変速段とも呼ぶことができる。
【００２８】図示されている実施例の場合には５速の有
段変速機がシミュレートされているので、前進走行に関
して、まえもって定められた目標変速比ｕｅｓｏｌｌ＿
１，ｕｅｓｏｌｌ＿２，ｕｅｓｏｌｌ＿３，ｕｅｓｏｌ
ｌ＿４およびｕｅｓｏｌｌ５がこのテーブルに格納され
ている。まえもって定められた目標変速比は、図式化に
したがってｕｅｓｏｌｌ＿ｉで示されており、その際、
ｉは有段変速機の相応の変速段を表している。つまりｕ
ｅｓｏｌｌ＿３は、有段変速機の第３速に対応するまえ
もって定められた目標変速比を表している。ｕｅｓｏｌ
ｌ＿１からｕｅｓｏｌｌ＿５へ向かって変速段が高まる
につれて、まえもって定められた目標変速比の値はこの
方向で減少する。つまり、まえもって定められた目標変
速比はｕｅｓｏｌｌ＿１において最高でありｕｅｓｏｌ
ｌ＿５において最低である。
【００２９】切替要求信号ｓｈｒから変速比ｕｅの切り
替えを得る目的で、以下のステップが必要である。すな
わち、 −切替時間の設定ｔｓ −移行特性の設定 そして切替時間ｔｓと移行特性によって、これまでの値
たとえばｕｅｓｏｌｌ＿４から新たな値ｕｅｓｏｌｌ＿
５への目標変速比の経過特性が求められる。
【００３０】切替時間ｔｓは、回転数ファクタＤＦと負
荷ファクタＬＦを用いることで次式にしたがって算出さ
れる。すなわち、 ts = tg(gg) * (1 + DF + LF) （式１） DF = A(gg) * (Delta_n) / (Delta_n_max * 100) （式２） LF = B(gg) * (MD / (Md_max * 100) （式３） そしてこれは以下の量から算出される。すなわち、 ｇｇ：切替形式、これは切替動作と切替方向により記述
される。実例：１２__ｚは牽引動作における第１の変速
比ｕｅｓｏｌｌ__１から第２の変速比ｕｅｓｏｌｌ__２
への切り替えを意味する。４３__ｓは、エンジンブレー
キ動作における第４の変速比ｕｅｓｏｌｌ__４から第３
の目標変速比ｕｅｓｏｌｌ__３への切り替えを意味す
る。
【００３１】ｔｇ（ｇｇ）：切替形式ｇｇに対する基本
時間である。
【００３２】Ａ（ｇｇｔ）：切替形式ｇｇに対する回転
数ファクタである。
【００３３】Ｂ（ｇｇ）：切替形式ｇｇに対する負荷フ
ァクタである。
【００３４】Ｄｅｌｔａ__ｎ：切替動作と変速機入力回
転数ｎｅ（ｔ）に依存する変速比切替時の変速機入力回
転数ｎｅ（ｔ）のまえもって算出された変化である。
【００３５】Ｄｅｌｔａ__n__ｍａｘ：変速比の切り替
えを行うときの変速機入力回転数ｎｅ（ｔ）の最大可能
な変化である。
【００３６】Ｍｄ：変速機２の入力トルクである。
【００３７】Ｍｄ__ｍａｘ：変速機２の最大入力トルク
である。
【００３８】切替時間ｔを算出する前にまずはじめに、
上述の量を求める必要がある。図３にはこのために必要
なステップがフローチャートの形式で示されている。ス
テップ３２においてまずはじめに、１次的な入力量すな
わち牽引動作／エンジンブレーキ動作ｚｓ（ｔ），スロ
ットルバルブ位置ａｌｐｈａ（ｔ），変速機入力回転数
ｎｅ（ｔ）および切替要求信号ｓｈｒが求められる。次
にステップ３３において、これらから２次的な量とし
て、スロットルバルブ位置ａｌｐｈａ（ｔ）に依存する
入力トルクＭｄ，目下設定調整されている変速比ｕｅと
切替要求信号ｓｈｒから切替動作ｇｇ、さらに切替動作
ｇｇと変速機入力回転数ｎｅ（ｔ）から変速機入力回転
数の変化Ｄｅｌｔａ__ｎが求められる。これらの２次的
な入力量を用いることで、ステップ３４においてテーブ
ルから、基本切替時間ｔｇ（ｇｇ），回転数ファクタＡ
（ｇｇ）および負荷ファクタＢ（ｇｇ）が求められる。
最後にステップ３５において、式１にしたがって切替時
間ｔｓが求められる。
【００３９】これまでにすでに得られた値によって、今
までの目標変速比ｕｅｓｏｌｌ１、新たな目標変速比ｕ
ｅｓｏｌｌ２および切替時間ｔｓについて、第２のステ
ップにおいて移行特性曲線を用いることで、目標変速比
ｕｅｓｏｌｌの時間経過特性を求めることができ、設定
調整機能部３１と変速機２におけるバルブブロック９を
設定調整することができる。
【００４０】上述の実施例中に記載された方法は有利に
は、マイクロコンピュータの設けられたプログラミング
可能な制御部におけるプログラムの形式で実現される。
このプログラムは、２つの量の対応づけ（たとえばスロ
ットルバルブ位置ａｌｐｈａ（ｔ）と入力回転数Ｍｄ
（ｔ）との対応付け）は、テーブル形式または関数関係
により表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御部を備えた無段変速機の概略図である。
【図２】変速比制御部の概略ブロック図である。
【図３】切替時間を求めるためのフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１ 制御部 ２ 変速機 ３ 始動クラッチ ４ 内燃機関 ６ 制御装置 ９ 液圧バルブブロック ２７ 変速比制御部 ２８ 走行アクティビティ検出機能部 ２９ 牽引動作−エンジンブレーキ動作検出機能部 ３０ 駆動スリップ検出機能部 ３１ 設定調整機能部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーゼフ ペータースマン ドイツ連邦共和国 ヴィムスハイム アイ ヒェンヴェーク ６

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有段変速機をシミュレートする無段変速
    機（２）における変速比切り替えのための切替時間（ｔ
    ｓ）を求める方法において、 変速比の切り替えと切替方向（ｇｇ）に依存して基本切
    替時間（ｔｇ）を求めるステップと、 変速比切替時に生じる変速機（２）の入力回転数（ｎｅ
    （ｔ））の変化に依存して回転数ファクタを求めるステ
    ップと、 変速機（２）の負荷信号（Ａｌｐｈａ（ｔ））に依存し
    て負荷ファクタを求めるステップと、 基本切替時間（ｔｇ）、負荷ファクタおよび回転数ファ
    クタから切替時間（ｔｓ）を求めるステップを有するこ
    とを特徴とする、 変速比切り替えのための切替時間を求める方法。
  2. 【請求項２】 前記基本切替時間（ｔｇ）を付加的に車
    両状態（牽引動作／エンジンブレーキ動作（ｚｓ
    （ｔ）））に依存して求める、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 車両状態−牽引動作時の前記基本切替時
    間（ｔｇ）を車両状態−エンジンブレーキ動作時よりも
    小さく選定する、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 当該方法プロセスを表すプログラムを有
    するプログラミング可能な制御装置が設けられている、
    請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 ２つの量相互間の対応づけのためのプロ
    グラムはテーブルを用いる、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 ２つの量相互間の対応づけのためのプロ
    グラムは関数関係を用いる、請求項４記載の方法。
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