JPH08503764A - 自動変速装置における負荷受け継ぎの制御および調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動変速装置において負荷受け継ぎの制御および調整方法を提案する。このためにオーバーラップ式切換方法の場合、第１の投入すべきクラッチのトルク受け継ぎが応答量から推論される。応答量は第２の遮断するクラッチの経過を制御あるいは調整する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動変速装置における負荷受け継ぎの制御および調整方法 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の自動変速装置における負 荷受け継ぎの制御および調整方法に関する。 自動変速装置の場合、負荷受け継ぎは切換過程中に機械式あるいは液圧式の手 段、例えばフリーホィールあるいは遮断弁、によって行われる。負荷受け継ぎの 別の方式としてオーバーラップ式がある。この切換方式の場合、投入すべき第１ のクラッチが遮断する第２のクラッチからトルクを受け継ぐ。牽引力の中断が生 じないようにするために、第１のクラッチの圧力上昇（形成）はオーバーラップ する第２のクラッチの遮断過程の範囲において生ずる。 ドイツ連邦共和国特許第４１１４３８２号明細書で自動変速装置におけるクラ ッチの切換方式が知られている。 この場合、第１のクラッチが投入され、第２のクラッチが自由にされる。 本発明の目的は、オーバーラップ式の切換方式において、第１の投入すべきク ラッチが切り換えるべきトルクをどのように受け継ぐかに関係して、第２の遮断 するク ラッチを経過させることにある。 本発明によればこの目的は請求の範囲第１項の特徴部分に記載の手段によって 達成される。 本発明の解決策は制御方法となっている。この制御方法は、単純な形態で迅速 性をもたらし障害に対して非常に高い確実性を与えるという利点を生ずる。この 制御方法の場合、第１の投入すべきクラッチにおける時間的な経過および圧力上 昇が、例えば実験によって、分かっていることから出発している。第１のクラッ チにおける実際の経過、圧力上昇および第２の遮断するクラッチにおける圧力低 下は制御されたハンディキャップに従う。負荷受け継ぎ点が確実に認識されるよ うにするために、第２のクラッチにおける圧力レベルは、このクラッチに例えば ＜１０ｒｐｍの小さな回転数差が生ずるように大きく低下される。第１のクラッ チにおける圧力上昇によってこのクラッチはトルクの伝達を開始するので、回転 数差は一層小さくなる。回転数差が零になったとき、第１のクラッチが負荷を完 全に受け継ぎ終えているので、第２のクラッチは遮断される。負荷受け継ぎ点、 即ち、第１のクラッチにおける伝達トルクが第２のクラッチにおける伝達トルク より大きくなる圧力値は一定している。 障害量に基づいて受け継ぎ点が時間的に変位することがある。この障害量は例 えば機械部品の公差および圧力媒体の温度である。これはクラッチ摩擦板の摩擦 荷重を 大きくしてしまう。それは調整が制御方法に重畳されることにより改善を図れる 。 この調整方法の場合、第１のクラッチにおける時間的な経過および圧力上昇が 分かっていないことから出発している。第２のクラッチは、第１のクラッチが負 荷を確実に受け継げるときに初めて完全に開かれねばならない。第１のクラッチ の負荷受け継ぎ度合いは応答量から推論される。このために第１のクラッチの急 速充填過程中に、第２のクラッチにおける圧力レベルは一定の滑り値が生ずるま で低下される。調整量即ちクラッチ滑りないし回転数差の変化を介して、どの時 点でどの様にして第１のクラッチがトルクの伝達を開始するかが認識される。所 定の目標・回転数差と実際・回転数差とを比較することによって、第１のクラッ チにおける圧力が上昇されるのと同じようにして、第２のクラッチにおける圧力 が低下される。 制御および調整の両方法を組み合わせることが有利である。圧力媒体の温度が 低い場合、調整方法が開始される。圧力媒体が高い温度範囲に達したときに、制 御方法に変換される。制御方法において第１のクラッチの充填が悪いために回転 数差が増大するときには常に、調整方法に変換される。 制御および調整の両方法の場合、回転数差の値から電子制御装置において新た な信号が発生させられる。回転 数差が零あるいはほぼ零であるとき、この新しい信号は例えば、電子式エンジン 制御装置において点火角度を変化するために利用される。上死点方向への点火角 度の変化はエンジントルクの減少を引き起こす。これは従来公知の方式に比べて 、点火角度の変化が第１のクラッチがトルクの伝達を開始する時点において既に 行われるという利点がある。この早期のエンジントルク・減少は、クラッチの摩 擦動力が減少され、トルクピークが押し下げられことを意味する。これによって 摩擦ライニングの寿命が延長される。 図面には制御方法および調整方法の実施例が示されている。 第１図は制御方法の回転数と時間との関係の線図、 第１Ａ図は制御方法の圧力と時間との関係の線図、 第２図は調整方法の回転数と時間との関係の線図、 第２Ａ図は調整方法の圧力と時間との関係の線図、 第３図は調整回路のブロック図である。 制御方法を第１図および第ＩＡ図を参照して説明する。シフトアップ（Hochsc haltung）の切換状態が示されている。クラッチ１を投入する際の切換経過は、 急速充填過程、充填平衡過程、時間関数Ｆ₂における圧力上昇勾配および最大圧 力への移行部からなる。クラッチ２を遮断する際の切換経過は、最大圧力から保 持圧力への移行部、時間関数Ｆ₁による制御過程、時間関数Ｆ₃における圧 力減少および完全な切り離しから成っている。切換は時点ｔ₀に切換指令によっ て始まる。クラッチ１は時間帯ｔ₁〜ｔ₃において高い急速充填圧力が供給される 。急速充填圧力によってクラッチ１は予充填される。この急速充填過程の後で時 点ｔ₃においてクラッチ１の充填平衡過程が開始する。充填平衡過程においてク ラッチ１は圧力媒体で充填される。充填平衡過程は時点ｔ₄で終了する。時点ｔ₄ においてクラッチ接触要素がクラッチ１の摩擦要素に接する。まだトルクの伝達 は行われない。 急速充填過程中においてクラッチ２の圧力は時点ｔ₂において低下される。第 ２のクラッチの圧力経過は時間帯ｔ₂〜ｔ₄において第１の時間関数Ｆ１に従って いる。クラッチ２における圧力は例えば＜１０ｒｐｍの小さな回転数差が生ずる まで減少される。この回転数差は変速装置の実際入力回転数６から旧変速比と変 速装置の出力回転数との積７を減算して得られる。 時点ｔ₄において第２の時間関数Ｆ₂に基づくクラッチ１の圧力上昇および第３ の時間関数Ｆ₃に基づくクラッチ２の圧力減少は同時に開始する。クラッチ２に おける圧力減少およびクラッチ１における圧力上昇の値は同じ大きさをしている 。時点ｔ₅において回転数差は、クラッチ１がトルク伝達を開始するのでほぼ零 に低下する。 クラッチ１は時点ｔ₅において負荷を完全に受け継ぎ終えており、クラッチ２ の液圧は零に低下されている。 クラッチ１の第２の時間関数Ｆ₂は時点ｔ₆で終了し、時点ｔ₇においてクラッチ １に最大圧力がかかる。 第２図および第２Ａ図を参照して調整方法を説明する。シフトアップの切換状 態が示されている。クラッチ１を投入する際の切換経過は、急速充填過程、充填 平衡過程、時間関数Ｆ₂における圧力上昇勾配および最大圧力への移行部からな る。クラッチ２を遮断する際の切換経過は、最大圧力から保持圧力への移行部、 時間関数Ｆ₁による調整過程、時間関数Ｆ₃における圧力減少および完全な切り離 しからなる。切換は時点ｔ₀に切換指令によって始まる。クラッチ１は時間帯ｔ₁ −ｔ₃において高い急速充填圧力が供給される。急速充填圧力によってクラッチ １は予充填される。この急速充填過程の後で時点ｔ₃においてクラッチ１の充填 平衡過程が開始する。充填平衡過程においてクラッチ１は圧力媒体で充填される 。充填平衡過程は時点ｔ₄で終了する。時点ｔ₄においてクラッチ接触要素がクラ ッチ１の摩擦要素に接する。まだトルクの伝達は行われない。 急速充填過程中においてクラッチ２の圧力は時点ｔ₂において低下される。こ の新たな圧力値は理論的な保持圧力よりも幾分大きい。この圧力低下によってク ラッチ２に小さな回転数差が生ずる。この回転数差は、変速装置の実際入力回転 数６から旧変速比と変速装置の出力回転数との積７を減算して得られる。時点ｔ₂ においてク ラッチ２に対して第１の時間関数Ｆ₁が始まり、その調整によって回転数差が目 標値に相応するまでクラッチ圧力が低下される。 時点ｔ₄においてクラッチ１の圧力上昇が始まる。圧力上昇は第２の時間関数 Ｆ₂に従って生ずる。この第２の時間関数Ｆ₂の時間中にクラッチ１は圧力レベル に基づいてトルクの伝達を開始する。これによって時点ｔ₅から回転数差が減少 する。調整器は回転数差に対する目標値曲線に追従し、クラッチ２における圧力 を第３の時間関数Ｆ₃において低下する。時点ｔ₆においてクラッチ１は負荷を完 全に受け継ぎ終えており、回転数差は、ほぼ零になるので、クラッチ２における 液圧は零に低下されている。クラッチ１の第２の時間関数Ｆ₂は時点ｔ₇で終了し 、時点ｔ₈でクラッチ１に最大圧力がかかる。そして切換が終了する。 本発明の実施形態において調整方法に対して、クラッチ２の第３の時間関数Ｆ₃ が特殊関数によって決められている。この特殊関数は、クラッチ１における圧 力上昇が第２の時間関数Ｆ₂において時間帯ｔ₄〜ｔ₇内に過度に急速に行われた ときに活動される。このことは、回転数差が目標値の約５０％に低下されたとき に認識される。この特殊関数によって、緩慢過ぎる調整挙動によってクラッチ２ が再び閉鎖することが阻止される。更に、クラッチ２の液圧が補助的に負荷に関 係して制御される ことを提案する。これによって、切換中における負荷変動の際にクラッチ２の圧 力が負荷変動に制御して迅速に追従し、回転数差従って調整偏差の大きな変化が 発生しないことが保証される。 他の提案事項は次の通りである。 − エンジン回転数の関数である回転数差に対する目標値特性曲線の採用。 − クラッチ摩擦要素の負荷を減少するためのクラッチ２の滑り過程の時間的な 制限。この滑り過程は時点ｔ₂に圧力低下により始まり、クラッチ２の完全な遮 断により終了する。 − 別の特殊関数の採用。この特殊関数は、クラッチ１が充填平衡過程の時点ｔ₃ 〜ｔ₄の間において既にトルクの伝達を開始したときに活動される。このことは 構造部品の公差によって引き起こされる。この特殊関数によってクラッチ２にお ける圧力は第１の時間関数Ｆ₁の時間中に減少される。 制御および調整の両方法は次のように互いに組み合わされる。 − 温度に関係される。 低い温度の場合、圧力媒体の粘性に基づいてクラッチ１における充填率および トルク伝達は不確かとなる。従って、まず調整方法が開始される。運転温度に到 達したとき、クラッチ１における圧力上昇は制御されたハンデ ィキャップに追従する。そして制御方法に変換される。 − 事実に関係される。 まず制御方法が開始される。クラッチ１の不完全な充填に基づいて回転数差が 増大したとき、調整方法に変換される。変換後にこの調整方法は第２図および第 ２Ａ図における時点ｔ２に第１の時間関数Ｆ₁を開始する。 補足的に学習関数の採用を提案する。これは常に、回転数差の増大に基づいて 制御方法から調整方法に変換されるときに活動される。学習関数は急速充填時間 をステップ的に延長する。これによってクラッチ１の予充填が改善される。急速 充填時間は、それに続く切換の際にクラッチ１の充填が制御されるハンディキャ ップに追従するまで延長される。 第３図は、調整器９、第１の機能ブロック１２、調整系統１３および第２の機 能ブロック１４からなる閉鎖形調整回路を示している。 加算点８において案内量と調整量の比較が行われる。その案内量は回転数差の 目標値・ハンディキャップである。調整量は、第２の機能ブロック１４の出力量 であるクラッチ２における実際の回転数差である。案内量と調整量の差から調整 偏差が生ずる。調整偏差は調整器９の入力量である。調整器９は調整偏差に関係 して調整量である圧力値を形成する。第２の加算点１０において以下の圧力部分 量が加算される。即ち、調整量が特殊関数か らの圧力部分量および第３の加算点１１からの圧力部分量と加算される。特殊関 数は回転数差が零あるいはほぼ零に低下したときにクラッチ２を直ちに完全に開 放する。加算点１０の第３の加数は障害量であり、第３の加算点１１の結果であ る。加算点１１は、第１の機能ブロック１２の出力量である負荷に関係する圧力 部分量を加算する。第１の機能ブロック１２は、実際のエンジントルクに関係し て圧力値を形成する目的を有している。調整系統１３に対する入力量は加算点１ ０および別の特殊関数の結果である。クラッチ２が調整系統１３となっている。 特殊関数は、回転数差が目標値・ハンディキャップの約５０％になったときに調 整系統に直接作用し、クラッチ２が再び閉鎖することを阻止する。第２の機能ブ ロック１４に対する入力量は、調整系統の出力量、変速装置の入力回転数と出力 回転数および切換前の変速段の変速比である。第２の関数ブロック１４において 実際の回転数差が計算される。回転数差は変速装置の実際入力回転数６から旧変 速比と出力回転数との積７を減算して計算される。第２の関数ブロック１４の出 力量は調整量としてのクラッチ２における実際回転数差の値である。調整量は加 算点８で案内量と比較され、調整回路は閉じられている。 第３図における調整回路の機能を第２Ａ図における圧力と時間の関係線図を参 照して説明する。 時点ｔ₀において回転数差は零である。加算点８における案内量と調整量との 比較は最大調整偏差を生ずる。時点ｔ₂においてクラッチ２における圧力は、ク ラッチ２における調整器の図示されていない始動過程後に回転数差が生ずるほど に低下される。切換中においてエンジントルクおよび負荷が変化しないとき、調 整偏差が全く存在しなくなるまで、即ち、クラッチ２における実際の回転数差が 所定の回転数値に相応するまで、調整器は調整系統に作用する。このことは第２ Ａ図において時間帯ｔ₂〜ｔ₅において行われる。クラッチ１の充填過程の経過後 に圧力上昇が第２の時間関数Ｆ₂に応じて開始する。十分に高い圧力レベルにお いてクラッチ１はトルクの伝達を開始する。これによって回転数差が低下し、こ のことは調整偏差を生じ、クラッチ２における圧力の低下を生ずる。クラッチ１ の速すぎるトルク受け継ぎは調整回路を介して補償されず、制御された特殊関数 によって補償される。この特殊関数はクラッチ２に作用し、このクラッチ２にお ける圧力を時間関数Ｆ₃に応じて減少する。時点ｔ₆においてクラッチ２の完全な 遮断は第２の加算点１０を介して制御された特殊関数によって行われる。 符号の説明 １ 投入すべきクラッチ ２ 遮断するクラッチ Ｆ₁ 第１の時間関数 Ｆ₂ 第２の時間関数 Ｆ₃ 第３の時間関数 ６ 変速装置の入力回転数 ７ 変速装置の旧変速比と出力回転数との積 ８ 第１の加算点 ９ 調整器 １０ 第２の加算点 １１ 第３の加算点 １２ 第１の機能ブロック １３ 調整系統 １４ 第２の機能ブロック

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１月２３日 【補正内容】 請求の範囲 １． 少なくとも一つの変速段切換において少なくとも一つの第１のクラッチ （１）が閉鎖し、少なくとも一っの第２のクラッチ（２）が開放するような電子 式制御装置、電子式に制御ないし調整されるクラッチを有する自動変速装置の電 子制御および調整方法において、 第１のクラッチ（１）の急速充填過程中に第２のクラッチ（２）の液圧が滑り 限界の直上まであるいはその直下まで低下され、第１のクラッチ（１）の充填平 衡過程中に第２のクラッチ（２）の液圧が第１の時間関数（Ｆ₁）に応じて低下 され、充填平衡過程後に第１のクラッチ（１）の液圧か第２の時間関数（Ｆ₂） に応じて高められ、第２のクラッチ（２）の液圧が第３の時間関数（Ｆ₃）によ り低下され、この第３の時間関数（Ｆ₃）の勾配が第１のクラッチ（１）の第２ の時間関数（Ｆ₂）の勾配とほぼ同じ値を有し、第２のクラッチ（２）の液圧が 、入力回転数（６）が旧変速比と出力回転数との積（７）と同じ値以下に下がっ たときに零に低下され、第１の時間関数（Ｆ₁）中に第２のクラッチ（２）の液 圧が、入力回転数（６）から旧変速比と出力回転数との積（７）を減じて計算さ れる回転数差が目標値特性曲線に応じて求められるように調整され、回転数差が 所定の値例えば目標値の５０％だけ目標値からずれるや否や、第 ３の時間関数（Ｆ₃）を決定する制御される特殊関数による調整が重畳されるこ とを特徴とする自動変速装置の電子式制御および調整方法。 ２． 目標値特性曲線がエンジン回転数の関数であることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の方法。 ３． 第２のクラッチ（２）の液圧が補助的に負荷に関して制御されることを 特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ４． 第１のクラッチ（１）における構造部品の公差に基づく過剰に高い充填 圧力が第２のクラッチ（２）における第１の時間関数（Ｆ₁）によって補償され ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ５． 第２のクラッチ（２）の滑り過程が時間的に制限されることを特徴とす る請求の範囲第１項記載の方法。 ６． 第１のクラッチ（１）の急速充填過程中に第２のクラッチ（２）の液圧 が滑り限界の直上まであるいはその直下まで低下され、第１のクラッチ（１）の 充填平衡過程中に第２のクラッチ（２）の液圧が第１の時間関数（Ｆ₁）に応じ て低下され、充填平衡過程後に第１のクラッチ（１）の液圧が第２の時間関数（ Ｆ₂）に応じて高められ、第２のクラッチ（２）の液圧が第３の時間関数（Ｆ₃） により低下され、この第３の時間関数（Ｆ₃）の勾配が第１のクラッチ（１）の 第２の時間関数（Ｆ₂）の勾配とほぼ同じ値を有し、第２のクラッチ （２）の液圧が、入力回転数（６）が旧変速比と出力回転数との積（７）と同じ 値以下に下がったときに零に低下され、第１の時間関数（Ｆ１）中に第２のクラ ッチ（２）の液圧が、非常に小さな回転数差（＜１０ｒｐｍ）が形成されるよう に制御され、これにより第２のクラッチ（２）が実際に閉じられ、充填平衡過程 の終了後に第１のクラッチ（１）の第２の時間関数（Ｆ₂）が始動したとき、第 ３の時間関数（Ｆ₃）を決定するために、制御される特殊関数による制御が重畳 されることを特徴とする請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の方法。 ７． 請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項における方法が限 界温度以下で利用され、第６項における方法が限界温度以上で利用されることを 特徴とする請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の方法。 ８． 請求の範囲第６項における方法が温度に無関係に利用され、切換中にお いて第３の時間関数（Ｆ₃）中に回転数差が増大するときだけ第１項、第２項、 第３項、第４項、第５項における方法に変換され、第２のクラッチ（２）の第１ の時間関数（Ｆ₁）に戻されることを特徴とする請求の範囲第１項の上位概念部 分に記載の方法。 ９． 第３の時間関数（Ｆ₃）中に第２のクラッチ（２）の回転数差が成長す るたびに、第１のクラッチ（１）の急速充填時間が所定の値だけ増大されること を特徴とする請求の範囲第８項記載の方法。 １０． 入力回転数（６）から旧変速比と出力回転数との積（７）を減じて求 められる回転数差が零になるとき、電子式制御装置が情報を提供することを特徴 とする請求の範囲第１項記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダイス，ハラルト ドイツ連邦共和国ラーベンスブルク、シェ ンク‐コンラート‐シュトラーセ、５ (72)発明者 シュワーブ，マンフレート ドイツ連邦共和国テットナング、ザンク ト‐ガルス‐ウェーク（番地なし) (72)発明者 ダンツ，ウォルフガング ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、フルークプラッツシュトラーセ、35 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一つの変速段切換において少なくとも一つの第１のクラッチ（ １）が閉鎖し、少なくとも一つの第２のクラッチ（２）が開放するような電子式 制御装置、電子式に制御ないし調整されるクラッチを有する自動変速装置の電子 制御および調整方法において、 第１のクラッチ（１）の急速充填過程中に第２のクラッチ（２）の液圧が滑り 限界の直上まであるいはその直下まで低下され、第１のクラッチ（１）の充填平 衡過程中に第２のクラッチ（２）の液圧が第１の時間関数（Ｆ１）に応じて低下 され、充填平衡過程後に第１のクラッチ（１）の液圧が第２の時間関数（Ｆ₂） に応じて高められ、第２のクラッチ（２）の液圧が第３の時間関数（Ｆ₃）によ り低下され、この第３の時間関数（Ｆ₃）の勾配が第１のクラッチ（１）の第２ の時間関数（Ｆ₂）の勾配とほぼ同じ値を有し、入力回転数（６）が旧変速比と 出力回転数との積（７）と同じ値以下に下がったときに、第２のクラッチ（２） の液圧が零に低下されることを特徴とする自動変速装置の電子式制御および調整 方法。 ２．第１の時間関数（Ｆ₁）中に第２のクラッチ（２）の液圧が、入力回転数 （６）から旧変速比と出力回転数との積（７）を減じて計算される回転数差が目 標 値特性曲線に応じて求められるように調整され、回転数差が所定の値例えば目標 値の５０％だけ目標値からずれるや否や、第３の時間関数（Ｆ₃）を決定する制 御される特殊関数による調整が重畳されることを特徴とする請求の範囲第１項記 載の方法。 ３．目標値特性曲線がエンジン回転数の関数であることを特徴とする請求の範 囲第２項記載の方法。 ４．第２のクラッチ（２）の液圧が補助的に負荷に関して制御されることを特 徴とする請求の範囲第２項記載の方法。 ５．第１のクラッチ（１）における構造部品の公差に基づく過剰に高い充填圧 力が第２のクラッチ（２）における第１の時間関数（Ｆ₁）によって補償される ことを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。 ６．第２のクラッチ（２）の滑り過程が時間的に制限されることを特徴とする 請求の範囲第２項記載の方法。 ７．第１の時間関数（Ｆ₁）中に第２のクラッチ（２）の液圧が非常に小さな 回転数差（＜１０ｒｐｍ）が形成されるまで調整され、これにより第２のクラッ チ（２）が実際に閉じられ、充填平衡過程の終了後に第１のクラッチ（１）の第 ２の時間関数（Ｆ₂）が開始したとき、第３の時間関数（Ｆ₃）を決定するために 、制御される特殊関数による調整が重畳されることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の方法。 ８．請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５項、第６項における方法が限界 温度以下で利用され、第７項における方法が限界温度以上で利用されることを特 徴とする請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の方法。 ９．請求の範囲第７項における方法が温度に無関係に利用され、切換中におい て第３の時間関数（Ｆ₃）中に回転数差が増大するときだけ第２項、第３項、第 ４項、第５項、第６項における方法に変換され、その場合、第２のクラッチ（２ ）の第１の時間関数（Ｆ₁）に戻されることを特徴とする請求の範囲第１項の上 位概念部分に記載の方法。 １０．第３の時間関数（Ｆ₃）中に第２のクラッチ（２）の回転数差が増大す るたびに、第１のクラッチ（１）の急速充填時間が所定の値だけ増大されること を特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 １１．入力回転数（６）から旧変速比と出力回転数との積（７）を減じて求め られた回転数差が零になるとき、電子式制御装置が情報を用意することを特徴と する請求の範囲第１項記載の方法。