JPH09504246A - 自動車用の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 オートマチック変速機を備えた自動車用の制御装置この制御装置は、通信チャンネル（６）を介して互いに接続されているエンジン制御装置（２）と変速機制御装置（４ａ）とから成っている。変速機は、電気液圧式の圧力制御弁（４８，４９，５０）によって切り換えられ、これらの圧力制御弁によって変速機内の摩擦部材が操作される。変速機制御装置（４ａ）は変速機ケーシング（４０）に固定されている。電気液圧式の圧力制御弁（４８，４９，５０）のソレノイド（４２）は変速機制御装置（４ａ）内に組み込まれている。変速機制御装置（４ｄ）によって評価しようとするセンサ信号は、センサ（６２，６６）からワイヤレスに変速機制御装置（４ｄ）に伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用の制御装置 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の制御装置に関する。このよう な制御装置は、オートマチックギヤを備えた自動車において、エンジン制御装置 及び変速機制御装置を有している。このような制御装置は、種々異なるものがあ る。 オートマチック変速機及び自動車のエンジンのための、組み込み式の制御装置 においては、変速機は、エンジン制御装置とは別個の、独自の制御装置によって 制御される（アメリカ合衆国特許第４９４５４８１号明細書）によって制御され る。 変速機制御装置は、主に次のような機能を行う。 −各ギヤ段間のスムーズで摩耗のない移行を保証す る、シフト移行制御 −コンバーターロックアップクラッチの制御 −それぞれ切り換えようとするギヤ段を固定するシ フトロジック −自己診断 −例えばインプット機能及びアウトプット機能等の 基本機能 シフト移行制御は、変速機固有に設計しなければならず、しかもシフトロジッ クの設計は、特に自動車の エンジン及びシャシーのデータに基づいているので、種々異なる型式の自動車の ために、非常に多くの種々異なる制御が必要となる。しかも、変速機制御装置と 、変速機内の種々異なる弁及びセンサとの間に敷設されたケーブルハーネスのた めコストは非常に高い。 そこで本発明の課題は、必要なケーブル接続部及び必要な差し込み接続部の数 を少なくすることである。この課題は、本発明によれば請求項１に記載した制御 装置によって解決された。本発明の有利な実施例は請求項２以下に記載されてい る。 本発明の利点は、自動車駆動装置のための制御装置の種々の変化例の数、及び ケーブル布線のための及び自動車内の通信のためのコストが著しく低減されると いう点にある。変速機のシャシー及びエンジン固有の機能は、エンジン制御装置 内に移され、これに対して純粋に変速機固有の機能はコンピュータ制御されるギ ヤシフト装置内に残される。この変速機固有の機能は、変速機の製造業者によっ て完全に検査される「インテリジェント；intelligent」なアクチュエータを構 成する。これによって非常に記号論理学的な利点が得られる。 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。 図１は、本発明による制御装置を備えた自動車駆動装置の主要な構成部分を示 す。 図２は、図１に示した駆動装置の制御装置を示す、ブロック図である。 図３は、弁タペット力を測定するための磁束センサを備えた変速機電子制御装 置示す図である。 図４は、変速機内のオイル温度を測定するためのセンサを備えた変速機電子制 御装置を示す図である。 図５は、変速機ケーシングに熱的に接続された温度センサを備えた変速機電子 制御装置を示す図である。 図６は、測定データをトランスポンダを介して変速機制御装置に伝達するセン サを備えた変速機電子制御装置を示す図。 図７は、測定データをトランスポンダを介して変速機制御装置に伝達する、変 速機ケーシング内で圧力センサを備えた変速機電子制御装置を示す図である。 エンジン１はエンジン制御装置２によって制御され、変速機３は変速機制御装 置４（図示の実施例ではギヤシフト装置として構成されている）によって制御さ れる（図１）。エンジン制御装置２と変速機制御装置４とは、例えばＣＡＮバス (CAN‐bus)として構成された通信チャンネル６によって接続されている。このバ スは、図示の実施例では概略的に示されているが、一般的に公知であって、多く の刊行物に開示されている。 エンジン制御装置２と変速機制御装置４との間で、一方ではギヤ段を選択する ためのデータ（矢印７で示 されている）が交換され、他方でそれぞれの自動車に適応させるために使用され る配置パラメータ（矢印８で示されている）が交換される。通信チャンネル６を 介して伝達されるデータについての例は後述されている。 通信チャンネル６にエンジン制御装置２を両方向で接続することは、ライン９ によって概略的に示されている。また、通信チャンネル６に変速機制御装置４を 両方向で接続することはライン１０によって示されている。 信号ライン１２，１３，１４によって、ギヤシフトレバー１６、キックダウン スイッチ１７及び走行プログラム選択スイッチ１８が変速機制御装置４に接続さ れている。これらの操作部材を介して、運転者（ドライバー）は、公知の形式で 命令又は要望を、変速機制御装置４に与え、またギヤシフトレバー１６を介して 走行ギヤ段Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｓ，１，２に与え、キックダウンスイッチ１７を介して 強い加速要求を与え、エコノミー走行プログラムとスポーティー走行プログラム との間の選択を走行プログラム選択スイッチ１８を介して行う。 エンジン１は、制御及び信号ライン１５によってエンジン制御装置２に接続さ れている。この信号ラインを介して、エンジン回転数、エンジン温度及びその他 の、エンジン１の公知の運転パラメータに関するセン サ信号が、エンジン制御装置２に伝達され、ここから、点火、燃料噴射量、点火 時点及び場合によってはその他の公知のエンジンパラメータを制御するための命 令がエンジン１に伝達される。 エンジン１と変速機３とは、図面では見やすくするために別個に図示されてい るが、エンジン１の被駆動軸を変速機３のトルクコンバータ２０に直接接続する ことも公知である。シャシー、車輪及びその他の自動車の構成部分は、本発明に は関係がなく、一般的に公知であるので、図示していない。 エンジン制御装置２（図２参照）内には、符号５で示された、シャシー又はエ ンジン固有である（つまり自動車のエンジン及びシャシーのデータに関連した） ところの、変速機制御装置の幾つかの機能ユニットが組み込まれている。これら の機能ユニットは、シフトロジック、シフトポイント選択制御装置２２、ドライ バー又は走行特性分類装置２４、診断回路２５、例えばデータインプット及びア ウトプット手続を行う基本モジュール２６である。シフトロジック選択制御装置 ２２は、ファジィー制御装置として構成することができ、この場合、ドライバー 又は走行特性分類、進路評価及びダイナミックシフトポイント修正の機能も有し ている（本出願人によるヨーロッパ特許出願第９３１０６８３１.６号明細書＝ 本出願人によるファイルNo.９３Ｐ１２３７Ｅ参照） 図示の実施例で、コンピュータ制御されるギヤシフト装置として構成された変 速機制御装置４（ＳＧＣＵ；Smart Gear Change Unitとも称呼されている）は、 主として、変速機のデータに基づく機能ユニットだけを有している。この機能ユ ニットとは、シフト連続制御装置２８、アクチュエータのための診断回路２９、 コンバータロックアップクラッチ又はＴＣＣ（Torque Converter Clutch)の制御 装置３０、及び基本モジュール３２である。この基本モジュール３２は、例えば 変速機近くに配置された公知のセンサ（例えば変速機内のスピードセンサ、変速 機内の温度及び液圧センサ）の信号を処理する。 変速機制御装置４は、シャシー及びエンジンに関連した最小のパラメータだけ がその機能にとって必要であるように、つまりそれぞれの車両のシャシー及びエ ンジンのわずかなデータだけを必要とするように構成されている。このように、 エンジン制御装置とギヤ制御装置との間で機能を分割したことによって、エンジ ン制御装置とギヤシフト装置とセンサ並びにアクチュエータ（これらの部材は一 般的に公知であって、本発明によって変えられているものではないので、図示し ていない）との間のケーブル布線のための費用を著しく安価にすることができる 。 変速機制御装置４は、変速機３のケーシングに直接固定されているか又はこの ケーシング内に収容されて いる。変速機制御装置４は、製造業者によって変速機と共に１つのユニットとし て提供される。 エンジン制御装置（ＭＳ）２とギヤシフト装置（ＳＧＣＵ）４との間に、通信 チャンネルを介して状態値Ｚ及び制御値Ｓが交換される。交換しようとするデー タの例は、次の表に示されている。この表においてＷＫは変速機のコンバータロ ックアップクラッチである。 このような形式のデータ交換に加えてさらに、ギヤ切換えプロセスを制御する ために必要なパラメータも、エンジン制御装置２と変速機制御装置４との間で通 信チャンネル６を介して交換することができる。これ らのパラメータは、有利には物理学的なユニットとして伝達される。伝達しよう とするパラメータのための例が次の表に示されている。 シフト形式としては、それぞれの変速機に基づいた可能なギヤ切換えが行われ る。従って多数の変速機において、例えば第５段から第１段又は第２段への、ま た部分的に第３段へのシフトダウンは許容されない。 これによって次のような利点が得られる。変速機制御装置４によって、エンジ ン及びシャシーに基づく最小のデータだけが必要とされる。変速機制御装置４は 、完全にエンジン及びシャシーのデータとは無関係である。エンジン制御装置２ は、変速機に関連した最小のデータしか必要としない。これによって、変速機制 御装置は製造時に種々異なる構成のエンジン及びシャシーに適合させる必要はな い。変速機制御装置内に設けられたマイクロプロセッサ又はコンピュータ（公知 であるので図示していない）は、伝達しようとするエンジン及びシャシーパラメ ータを用いて前記適合を行うように配慮する。別の可能性は、変速機制御装置４ 内の種々異なる形式の車両のためのデータの組み合わせを記憶すること、及びこ れら種々異なる形式の車両のうちの、それぞれ１つのデータの組み合わせを、連 絡通路６を介して変速機４に伝達せしめられるコードワードによって作動させる ことである。 物理的なパラメータ、状態値及び制御値を伝達する他に、識別情報をエンジン 制御装置と変速機制御装置との間で交換することもできる。これによって次のこ とが得られる。 例えば修理の範囲内で構成部品が交換される場合には、構成部品は通信チャン ネル６を介して識別データを交換するようになっている。これらの識別データは 識別されて、形状変化に基づいてつまり車両形式に基づいて、それぞれの構成部 材のために適している。これによって、その他の構成部材又は制御装置は、これ らが互いに作動可能な状態にあるかどうか確認する状態にある。このような形式 によって、例えばうっかりして、適していない変速機が自動車に組み付けられて いるかどうかが確認されるということである。 しかも、制御装置に関連した識別データを交換することによって、権限のない 者が構成部材又は装置を交換することは阻止される。これによって、例えば権限 のない工場による修理、及び特に盗んだ装置を自動車に組み込むこと又は盗んだ 自動車に交換部品を組み込むことは、効果的に避けられる。またこれによって改 善された盗難防止も得られる。 ギヤシフト装置又は変速機制御装置４ａのケーシング３４は、その一部が図３ で断面して示されている。図示の実施例では素子３５として概略的に示されてい る、電子回路の構成部分は、基板又はプリント基板３６に配置されている。プリ ント基板３６は、図示していない導体路を有しており、この導体路に素子３５が 導電接続されている。多数のライン３７を介して、プリント基板３６上の回路構 成素子はプラグ３８に接続されており、このプラグ３８を介して、変速機制御装 置の外側の接続部、特にエンジン制御装置２への接続部が製造される。 変速機制御装置４ａは、自動車のオートマチック変速機に直接固定されおり、 図３にはそのうちの変速機ケーシングの一部だけが示されている。変速機ケーシ ング４０の壁部を貫通して、いわゆる弁ドーム４１内に差し込まれたそれぞれ液 圧式のスライダを備えた多数の弁が、変速機制御装置４ａ内に突入するように延 びている。各弁ドームは、ヨーク４３を備えたソレノイド４２によって取り囲ま れている。接続ライン４５及び４６を介して、ソレノイド４２は電子回路からプ リント基板３６に電流を供給し制御する。 弁（図示の実施例では２つの切換弁４８及び４９と比例弁５０が示されている ）は、公知の形式でオートマチック変速機のブレーキ及びクラッチを操作しひい ては切換過程を制御するために用いられる。各弁は、公知のように、弁体と、こ の弁体内で可動なロッドとを有している。このロッドは、それぞれのソレノイド 内に流れる電流を介して移動せしめられる。 プリント基板３６には温度センサ５２も固定されており、この温度センサによ って変速機内の作動油５３の温度が測定される。作動油５３は、良好に熱を伝達 する部材（例えば厚い銅線５４）によって、トランスミッションオイルに又は変 速機ケーシング４０（トランスミッションオイルに接触し、ひいてはその温度を 受けている）の一部に熱的に連結されている。変速機ケーシングに対して銅ケー ブルは合成樹脂スリーブ５５によって絶縁されている。 これによって変速機制御装置４は、変速機の液圧弁４８，４９，５０を備えた 構造的なユニットを形成している。 図４に示した変速機制御装置４の別の実施例においては、図３に示した実施例 のものと同じ構成部材には同じ符号が記されている。プリント基板３６上には、 例えばＳＭＤ−素子（表面実装部品）の形状の磁束センサ５８が固定されている 。このような磁束センサは市販されている。磁束センサ５８は、切換弁４８，４ ９の又は比例弁５０のソレノイド４２内の磁束を測定し、これによってそれぞれ の弁タペットに作用する力を直接測定する。これによって、安価でスペースの節 約された力測定の可能性が得られた。別の利点は、液圧的な弁４８から５０のヒ ステリシス全体に作用する磁石的なヒステリシスの影響が自動的に補償されると いう点にある。これによって、純粋な電流制御におけるよりも、より高い精度で 弁を制御することができる。 変速機制御装置（図５参照）の別の実施例４ｃにおいては、プリント基板３６ に組み込まれた温度センサ５９が、変速機ケーシング４０に熱的に狭く、つまり 一点鎖線で示された領域内で接続されている。このために温度センサ５９と変速 機ケーシング４０とは、良好に熱を伝導する金属部材６１に接続されている。こ の接続は、作動油に接触していてその温度を受容する変速機ケーシング４０の領 域内で行わなければならない。 変速機制御装置（図６参照）の別の実施例４ｄにおいては、センサの測定値が 、測定個所から変速機制御装置にワイヤレスで伝達される。温度センサ６２は変 速機ケーシング４０内に配置されていて、応答素子６３に接続されている。この 応答素子６３は、要求に応じて測定データを無線によって、プリント基板３６上 に固定された応答送信機及び受信機６４に伝達する。 磁石的なスピードセンサ６６、例えばホールセンサ(Hall sensor)は、極車又 は歯車６７の外周面の中断を検出して、それによってその回転数を測定する。ス ピ ードセンサ６６は同様に、応答素子(tranponder element)７０を備えており、こ の応答素子７０は、要求に応じて測定データを、プリント基板７１上に配置され た第２の応答送信機及び受信機７１にワイヤレスに伝達する。このために変速機 ケーシング４０は電磁波を透過させる領域７２を有していなければならない。 変速機制御装置（図７参照）のさらに別の実施例４ｅにおいては、圧力センサ ７４が、変速機ケーシング４０内でマウント又はリブ７５に固定されていて、応 答素子７６を備えている。この応答素子は、測定データを、変速機制御装置４ｅ のプリント基板３６に固定されている応答送信機及び受信機７７に送信する。応 答送信機７７は、誘導又は高周波数電磁波によってエネルギーを応答素子７６に 供給するので、応答素子７６は、固有のエネルギー源例えば電池を必要としない 。それに応じて、応答送信機及び受信機６４及び７１も、それぞれの応答素子６ ２及び７０にワイヤレスにエネルギーを供給する。応答素子７０には、回転する トランスミッションシャフト６８によって生ぜしめられる交番磁界によってもエ ネルギーが供給される。温度センサ６２とスピードセンサ６６とは、組み合わせ られた応答機にも接続することができる。この応答機は、温度値と回転数値とを 変速機制御装置４ｄに伝達する。 圧力センサ７４（図７参照）は、シリコンをベースとした市販されている半導 体センサ素子より成っている。 液圧弁４８〜５０の１つ又は多数のソレノイド４２は、変速機制御装置４の電 子回路とセンサとの間で測定データを伝達するための誘導式の送受信機として使 用することができる。またワイヤレスなデータを伝達するために、変速機内に組 み込まれた誘導ループ及びこれに接続された変調器段が使用される。特別な理由 により測定データ伝達を有線で行う必要がある場合には、弁ドーム１４を、電気 的なセンサ信号を伝達するためのプラグ接点として使用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２日 【補正内容】 請求の範囲 １．ケーシング内に収納されたオートマチック式の変速機（３）を備えた自動 車用の制御装置であって、変速機制御装置（４）とエンジン制御装置（２）とを 有しており、この変速機制御装置（４）とエンジン制御装置（２）とが通信チャ ンネル（６）によって互いに接続されており、変速機が、コイルを有する電気液 圧式(electrohydraulic)の圧力制御弁に接続されていて、変速機内に配置された 摩擦部材によって操作され、センサによって検出されたセンサ信号が変速機制御 装置（４）に伝達され、該変速機制御装置（４）で評価されるようになっている 形式のものにおいて、 変速機制御装置（４）が変速機ケーシングに固定されており、 コイルが変速機制御装置（４）内に組み込まれており、 センサ（６２，６６，７４）のセンサ信号がワイヤレスで伝達されるようにな っている、 ことを特徴とする、自動車用の制御装置。 ２．ドライバーがオートマチック変速機の走行プログラムを選択するギヤシフ トレバー（１６）の切換接点が、変速機制御装置（４）内に組み込まれていて、 機械的な又は磁石的な接続によってセレクトレバー（１６）に接続されている、 請求項１記載の制御装置。 ３．変速機制御装置（４）が、電気液圧式の圧力制御弁（４８，４９，５０） 内に磁束を測定する磁束センサ（５８）を有している、請求項１記載の制御装置 。 ４．変速機制御装置（４）が、変速機（３）内のオイル温度を測定する温度セ ンサ（５９）を有しており、該温度センサ（５９）が、変速機内の測定個所に、 良好に熱を伝導する金属部材（６１）によって接続されている、請求項１記載の 制御装置。 ５．温度センサ（５９）が、変速機制御装置（４）内のプリント基板（３６） に組み込まれており、該プリント基板（３６）が、トランスミッションオイルの 温度を受ける変速機ケーシングの領域に熱的に接続されている、請求項４記載の 制御装置。 ６．温度センサ（６２）として構成されたセンサが、変速機ケーシング内に配 置されていて、応答素子（６３）に接続されており、該応答素子（６３）から、 要求に応じて温度値が変速機制御装置（４）内の受信機（６４）にワイヤレスに 伝達される、請求項１記載の制御装置。 ７．スピードセンサ（６６）として構成されたセンサが変速機ケーシング内に 配置されていて、応答機（７０）に接続されており、該応答機（７０）から、要 求に応じて変速機の回転数値が変速機制御装置（４）内の受信機（７１）にワイ ヤレスに伝達される、請求 項１記載の制御装置。 ８．複数のセンサ（６２，６６）が変速機ケーシング内に配置されていて、応 答機（６３，７０）に接続されており、該応答機から、要求に応じて測定値が、 変速機制御装置（４）内の受信機（６４，７１）にワイヤレスに伝達され、応答 機に、誘導又は高周波振動によってワイヤレスにエネルギーが供給される、請求 項１機シアの制御装置。 ９．半導体−圧力センサ（７４）として構成されたセンサが変速機ケーシング 内に配置されていて、応答機（７６）に接続されており、該応答機から、要求に 応じて圧力値が、変速機制御装置（４）内の受信機にワイヤレスに伝達される、 請求項１記載の制御装置。 10．エンジン（１）のデータ及び自動車のシャシーのデータに基づく変速機制 御装置（４）の機能ユニット（５）がエンジン制御装置（２）内に組み込まれて おり、 変速機（３）のデータに基づく、変速機制御装置の機能ユニット（２８，２９ ，３０，３２）が変速機のコンピュータ制御される変速機制御装置（４）内に収 容されており、 変速機（３）を制御するために必要なデータが、エンジン制御装置（２）と変 速機制御装置との間で通信チャンネル（６）を介して交換されるようになってい る、請求項１記載の制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル ウルム ドイツ連邦共和国 Ｄ―93087 アルテグ ロフスハイム ダーリエンヴェーク 24 (72)発明者 ラルフ−ヨハネス レニンガー ドイツ連邦共和国 Ｄ―93047 レーゲン スブルク ハイリッヒガイストガッセ １ (72)発明者 アウグスト カムメルル ドイツ連邦共和国 Ｄ―93164 ブルン ヴィーゼンヴェーク 17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．オートマチック式の変速機（３）を備えた自動車用の制御装置であって、 通信チャンネル（６）によって互いに接続された変速機制御装置（４）とエンジ ン制御装置（２）とを有しており、変速機が、電気液圧式(electrohydraulic)の 圧力制御弁に接続されていて、変速機内に設けられた摩擦部材によって操作され る形式のものにおいて、 変速機制御装置（４）が変速機（３）のケーシングに固定されており、 電気液圧式の圧力制御弁が変速機制御装置（４）内に組み込まれており、 変速機制御装置（４）によって評価されたセンサ信号が、センサ（６２，６６ ，７４）からワイヤレスで変速機制御装置（４）に伝達されるようになっている ことを特徴とする、自動車用の制御装置。 ２．ドライバーがオートマチック変速機の走行プログラムを選択するギヤシフ トレバー（１６）の切換接点が、変速機制御装置（４）内に組み込まれていて、 機械的な又は磁石的な接続によってセレクトレバー（１６）に接続されている、 請求項１記載の制御装置。 ３．変速機制御装置（４）が、電気液圧式の圧力制御弁（４８，４９，５０） 内に磁束を測定する磁束センサ（５８）を有している、請求項１記載の制御装置 。 ４．変速機制御装置（４）が、変速機（３）内のオイル温度を測定する温度セ ンサ（５９）を有しており、該温度センサ（５９）が、変速機内の測定個所に、 良好に熱を伝導する金属部材（６１）によって接続されている、請求項１記載の 制御装置。 ５．温度センサ（５９）が、変速機制御装置（４）内のプリント基板（３６） に組み込まれており、該プリント基板（３６）が、トランスミッションオイルの 温度を受ける変速機ケーシングの領域に熱的に接続されている、請求項４記載の 制御装置。 ６．温度センサ（６２）が、変速機ケーシング内に配置されていて、応答素子 （６３）に接続されており、該応答素子（６３）から、要求に応じて温度値が変 速機制御装置（４）内の受信機（６４）にワイヤレスに伝達される、請求項１記 載の制御装置。 ７．スピードセンサ（６６）が変速機ケーシング内に配置されていて、応答機 （７０）に接続されており、該応答機（７０）から、要求に応じて変速機の回転 数値が変速機制御装置（４）内の受信機（７１）にワイヤレスに伝達される、請 求項１記載の制御装置。 ８．センサ（６２，６６）が変速機ケーシング内に配置されていて、応答機（ ６３，７０）に接続されており、該応答機から、要求に応じて測定値が、変速機 制御装置（４）内の受信機（６４，７１）にワイヤレ スに伝達され、応答機に、誘導又は高周波振動によってワイヤレスにエネルギー が供給される、請求項１機シアの制御装置。 ９．半導体−圧力センサ（７４）が変速機ケーシング内に配置されていて、応 答機（７６）に接続されており、該応答機から、要求に応じて圧力値が、変速機 制御装置（４）内の受信機にワイヤレスに伝達される、請求項１記載の制御装置 。 10．エンジン（１）のデータ及び自動車のシャシーのデータに基づく変速機制 御装置（４）の機能ユニット（５）がエンジン制御装置（２）内に組み込まれて おり、 変速機（３）のデータに基づく機能ユニット（２８，２９，３０，３２）が変 速機のコンピュータ制御される変速機制御装置（４）内に収容されており、 変速機（３）を制御するために必要なデータが、エンジン制御装置（２）と変 速機制御装置（４）との間で通信チャンネル（６）を介して交換されるようにな っている、請求項１記載の制御装置。