JPH10501317A - 自動車用制御ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御ユニットは、トランスミッション制御ユニット及びエンジン制御ユニット２を含んでおり、このトランスミッション制御ユニットとこのエンジン制御ユニット２は相互にコミュニケーション・チャネル６によって接続されている。トランスミッション制御ユニットの機能ユニットは、エンジン制御ユニット２内に統合されており、この機能ユニットは自動車のエンジン１及びシャシからのデータに依存する、いわゆるエンジン及びシャシ専用の機能ユニットである。トランスミッションからのデータに依存して機能する機能ユニット、いわゆるトランスミッション専用の構成部品は、コンピュータ制御される変速比変更装置４に含まれている。トランスミッションを制御するために必要なデータ、すなわちトランスミッションの変速比の選択又は設定のためのデータ７と、制御ユニットを個々の自動車に適応させるためのコンフィグレーション・パラメータ８とが、エンジン制御ユニット２と変速比変更装置との間でコミュニケーション・チャネル６を介して交換される。シフト・ポイント選択制御ユニット２２はエンジン制御ユニット２に含まれている。このシフト・ポイント選択制御ユニット２２をファジー制御ユニットとして構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用制御ユニット 本発明は、請求項１の上位概念記載の制御ユニットに関する。オートマチック ・トランスミッションを有する自動車のこのような制御ユニットは、エンジン制 御ユニット及びトランスミッション制御ユニットを含んでいる。これらの制御ユ ニットには様々な異なる構成のものがある。 自動車のオートマチック・トランスミッション及びエンジンのための公知の統 合型制御ユニットにおいては、トランスミッションは、エンジン制御ユニットと は別個の独自の制御ユニットによって制御される（米国特許第４９４５４８１号 明細書）。 段階式変速トランスミッションにおいては、トランスミッション制御ユニット は、実質的には次のような機能を実行しなければならない。すなわち、個々のギ アが柔らかく摩擦もなしにシフトすることを保証するギア・シフト制御、コンバ ータ・ロックアップクラッチの制御、その都度シフトすべきギアを決定するギア シフト論理演算、自己診断、そして例えば入出力機能のような基礎機能である。 無段階式変速トランスミッションの場合、トランスミッション制御ユニットは 次のような機能を実行しな ければならない。すなわち、変速比目標値の調整、始動クラッチ及びコンバータ ・ロックアップの制御、変速比目標値の計算、自己診断の実施、そして基礎機能 の制御である。 これより以下においては、段階式変速トランスミッションと無段階式変速トラ ンスミッションとに対して同じ用語を使用することができるように、段階式変速 トランスミッションのギアシフト制御と、無段階式変速トランスミッションにお ける変速比目標値の調整とを統一的にシフト制御と呼び、 そして段階式変速トランスミッションの切り換え論理演算と、無段階式変速ト ランスミッションにおける変速比目標値の計算とを統一的に変速比選択と呼ぶこ とにする。 変速比選択の構成がとりわけ自動車のエンジン及びシャシからのデータに依存 する一方で、シフト制御はトランスミッション専用に構成されなければならない ので、自動車の様々なタイプ毎に制御ユニットの多数の変形が生み出される。さ らに、トランスミッション制御ユニットとトランスミッション内の様々なバルブ 及びセンサとの間を結ぶケーブル装置のコストはきわめて高くつく。 本発明の課題は、制御ユニットの必要な変形タイプの数を低減することである 。この課題は、本発明の請求項１記載の制御ユニットによって解決される。本発 明の有利な改良実施形態は従属請求項に書かれている。 本発明の利点はとりわけ次の点にある。すなわち、自動車内のケーブル設置及 びデータ交換のためのコストが著しく減少することである。トランスミッション 制御ユニットのシャシ及びエンジン専用の機能はエンジン制御ユニット内に含ま れており、一方で純粋にトランスミッション専用の機能はコンピュータ制御され る変速比選択ユニットに含まれている。このコンピュータ制御される変速比選択 ユニットは、「インテリジェント」型アクチュエータを構成する。この「インテ リジェント」型アクチュエータは、トランスミッションの製造者の工場内で完全 にテストされる。このことは自動車部品の供給過程において著しい利点をもたら す。 本発明を次に図面に基づいて説明する。 図１は、本発明の制御ユニットが設けられた自動車の駆動部の重要な構成部分 を図示している。 図２は、図１の駆動部の制御ユニットのブロック図である。 エンジン１は、エンジン制御ユニット２によって制御され、トランスミッショ ン３は、変速比選択ユニット４によって制御される（図１）。このエンジン制御 ユニット２及び変速比選択ユニット４は、コミュニケーション・チャネル６によ って接続されている。この コミュニケーション・チャネル６は、例えばＣＡＮバスとして実現されている。 このバスは、ここではただ図式的に示されているだけで、一般的に公知のもので あり、多くの出版物に記述されている。 エンジン制御ユニット２と変速比選択ユニット４との間では、まずデータが交 換され、第２にコンフィグレーション・パラメータが交換される。このデータは 、変速比の選択のために使用され、矢印７で示されている。コンフィグレーショ ン・パラメータは個々の自動車への適応のために使用され、矢印８で示されてい る。コミュニケーション・チャネル６を介して伝達されるデータの例をもっと後 の方で示す。 エンジン制御ユニット２とコミュニケーション・チャネル６との双方向的な接 続が、図式的に線路９によって示されている。変速比選択ユニット４とコミュニ ケーション・チャネル６との同様の双方向的な接続が、線路１０によって示され ている。 ギアシフト・レバー１６、キックダウン・スイッチ１７そして走行プログラム 選択スイッチ１８が、変速比選択ユニット４に信号線路１２、１３、１４によっ て接続されている。これらの操作素子を使用して、運転者は、自分の命令又は望 みをギアシフト・レバー１６を介して変速比選択ユニット４に公知のやり方で入 力する。すなわち、段階式変速トランスミッションの場合にはＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、 ４、３、２のうちから所望 のシフト設定を行い、又は無段階式変速トランスミッションの場合にはＰ、Ｒ、 Ｎ、Ｄのうちから所望のシフト設定を行う。大きな加速度を要求する場合にはキ ックダウン・スイッチ１７によって行い、「エコノミー」走行プログラムか又は 「スポーティ」走行プログラムかを選択する場合には走行プログラム選択スイッ チ１８によって選択する。 エンジン１は、制御及び信号線路１５によってエンジン制御ユニット２に接続 されている。これらの信号線路を介してエンジン回転数、エンジン温度そしてそ の他の公知の作動パラメータに関するセンサ信号が、エンジン１からエンジン制 御ユニット２に伝達される。そしてこのエンジン制御ユニット２から、点弧の制 御、燃料噴射量の制御、点弧時点の制御、場合によっては他の公知のエンジン・ パラメータの制御のための指令がエンジン１に伝達される。 エンジン１とトランスミッション３は、ここでは比較的よく見えやすいように するために別個に図示されている。しかし、エンジン１の出力（駆動）シャフト が直接的にトランスミッション３の始動素子２０、例えばトルク・コンバータに 接続されていることは一般的に公知である。これに相応して、出力シャフト２１ も自動車の出力（駆動）トレンに接続されている。シャシ、ホイール・サスペン ション、ホイール、そしてその他の自動車の構成部品は、本発明には関係がなく 一般的に公知であるので、ここでは図示しない。 トランスミッション制御ユニットの機能ユニットのうちのいくつか、すなわち シャシ又はエンジン専用の機能ユニット、つまり、自動車のエンジンからのデー タに依存し自動車のシャシからのデータに依存する機能ユニットは、参照符号５ の下にまとめられて、エンジン制御ユニット２の中に統合されている（図２）。 変速比選択ユニット２２、運転者又は運転操作特性分類ユニット２４、診断回路 ２５そしてベーシック・モジュール２６がそれである。ベーシック・モジュール ２６は、例えば、データの入出力手続きを行う。変速比選択ユニット２２はファ ジー制御ユニットとして構成することができ、その場合には、運転者又は運転操 作特性分類の機能、走行ルート評価の機能、ダイナミック・シフトポイント補正 の機能をも含むことができる（当方の以前の特許出願ヨーロッパ特許第９３１０ ６８３１．６号、当方のファイルナンバー９３Ｐ１２３７Ｅを参照）。 ＳＲＣＵ（smart ratio change unit）とも呼ばれるコンピュータ制御される 変速比選択ユニット４は、実質的にはトランスミッションからのデータに依存す る機能ユニットだけを含んでいる。これらは、変速比変更制御ユニット２８、ア クチュエータのための診断回路２９、始動素子２０の制御ユニット３０そしてベ ーシック・モジュール３２である。このベーシック・ モジュール３２は、例えばトランスミッション近傍の公知のセンサ、例えばトラ ンスミッションの中の回転数センサ、トランスミッションの中の温度センサや液 圧センサなどからの信号を処理する。 変速比選択ユニット４は、この変速比選択ユニット４の機能のシャシ及びエン ジンに依存する最小限のパラメータ化を必要とするように構成されている。すな わち、この変速比選択ユニット４は、個々の自動車のシャシ及びエンジンからの 大変少ない量のデータしか必要としない。エンジン制御ユニットと変速比選択ユ ニットとに機能を分割することによって、エンジン制御ユニットと変速比選択ユ ニットとセンサ及びアクチュエータとの間にケーブルを設置するコストが大幅に 低減される（センサ及びアクチュエータは一般的に公知であり、本発明によって 変化するわけではないのでここでは図示しない）。 変速比選択ユニット４は、トランスミッション３のハウジングに直接固定され るか、又はこのハウジングの中に収容される。製造者は、この変速比選択ユニッ ト４をトランスミッションと一緒に一つのユニットとして供給する。 状態変数Ｚ及び制御変数Ｓがエンジン制御ユニット（ＥＣ）２と変速比選択ユ ニット４（ＳＲＣＵ）との間でコミュニケーション・チャネルを介して交換され る。交換されるデータの例を次のテーブルに図示して おく。このテーブルの中のＣＣは、本実施例で利用されるトランスミッションの コンバータ・ロックアップクラッチを意味する。 この様なデータ交換に加えて、変速比の変更過程を制御するために必要なパラ メータもエンジン制御ユニット２と変速比選択ユニット４との間でコミュニケー ション・チャネル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、物 理的ユニットとして目的に適うように伝達される。伝達されるパラメータの例を 次の頁のテーブルに図示しておく。 個々のトランスミッションに依存し許容された変速比の変更を、これ以後はシ フトの型と呼ぶことにする。よって、例えば５速から１速又は２速へのシフトダ ウン、時には５速から３速へのシフトダウンさえも多くのトランスミッションに おいては許されない。 このことから次のような利点が得られる。すなわち、変速比選択ユニット４は 、最小限のエンジン及びシャシ専用のデータしか必要としない、という利点であ る。この変速比選択ユニット４は、完全にエンジン及びシャシのデータから独立 している。エンジン制御ユニット２では最小限のトランスミッション専用のデー タしか必要としない。この結果、変速比選択ユニットを、製造過程において、エ ンジン及びシャシの様々な変形に適応させる必要がない。 変速比選択ユニットの中のマイクロプロセッサ又はコンピュータ（これらは一 般的に公知なのでここでは図示しない）は、伝達されるエンジン及びシャシのパ ラメータに基づいて適応が行われることを保証する。別の手段は、自動車の様々 な変形に対するデータ・セットを変速比選択ユニット４の中に格納し、そしてそ の都度コミュニケーション・チャネル６を介して変速比選択ユニット４に伝達さ れるコード語を用いて、これら変形のうちの一つのデータ・セットを作動させる ことである。 物理的パラメータ、状態変数及び制御変数を伝達することに加えて、エンジン 制御ユニットと変速比選択ユニットとの間で識別情報も交換することができる。 このことによって次のことが達成される。 もし構成部品が、例えば修理の枠内で交換された場合、構成部品がコミュニケ ーション・チャネル６を介して識別データを交換するように構成される。この識 別データはそれぞれの変形専用のものである。すなわちこの識別データは、個々 の構成部品が適合する自動車のタイプを識別するのである。従って、他の構成部 品又は制御ユニットは、互いに機能し合えるかどうかを決定することができる。 このように、例えばその自動車に適合しないトランスミッションが不注意に積み 込まれているかどうかが識別される。 さらに、制御ユニット独自の識別データをこのように交換することによって、 構成部品又は装置の正式に認可されていない交換を防ぐことができる。この結果 、例えば、正式な認可をうけていない工場による修理 や、特に盗品の装置を自動車に積み込むこと又は盗品の自動車に交換部品を積み 込むことを効果的に防ぐことができる。従って、盗難に対する防護もまた改善さ れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カイ シュトルヨハン ドイツ連邦共和国 Ｄ−93053 レーゲン スブルク グラス ビルケンシュラークヴ ェーク ３ (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 ローフスハイム ダーリエンヴェーク 24 【要約の続き】 る。このシフト・ポイント選択制御ユニット２２をファ ジー制御ユニットとして構成することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． オートマチック・トランスミッション（３）を有する自動車のための制御 ユニットであって、 該制御ユニットは、トランスミッション制御ユニット及びエンジン制御ユニ ット（２）を含んでおり、 前記トランスミッション制御ユニットと前記エンジン制御ユニット（２）と は、相互にコミュニケーション・チャネル（６）によって接続されており、 該コミュニケーション・チャネル（６）を介して、トランスミッションの変 速比が修正される際にエンジン・トルクを低減させるデータが、前記トランスミ ッション制御ユニットから前記エンジン制御ユニット（２）に伝達される制御ユ ニットにおいて、 トランスミッション制御ユニットの機能ユニットは前記エンジン制御ユニッ ト（２）内に統合されており、 前記機能ユニットは、自動車のエンジンからのデータ（１）及びシャシから のデータに依存しており、 トランスミッション（３）からのデータに依存する機能ユニットは、前記ト ランスミッションのコンピュータ制御される変速比変更装置（４）内に統合され ており、 変速比を選択するために使用されるデータ及びコンフィグレーション・パラ メータは、前記エンジン制御ユニット（２）と前記変速比変更装置（４）との間 で交換されることを特徴とする制御ユニット。 ２． 変速比選択制御ユニット（２２）は、エンジン制御ユニット（２）に含ま れていることを特徴とする請求項１記載の制御ユニット。 ３． 回路装置（２４、２２）は、エンジン制御ユニット（２）に含まれており 、 前記回路装置（２４、２２）によって運転者の運転操作特性が分類され、 前記回路装置（２４、２２）によって自動車の走行しているルートが評価さ れ、ダイナミック変速比補正が実施されることを特徴とする請求項１記載の制御 ユニット。 ４． エンジントルク実際値、トランスミッションの変速比目標値、コンバータ ・ロックアップクラッチのスリップ目標値及びエンジントルク実際値の低減に関 するデータが、前記エンジン制御ユニット（２）から前記変速比変更装置（４） に伝達されることを特徴とする請求項１記載の制御ユニット。 ５． トランスミッションの変速比目標値の受け取り、トランスミッションの変 速比実際値、コンバータ・ロックアップクラッチのスリップ実際値及びトルク低 減目標値に関するデータが、前記変速比変更装 置（４）から前記エンジン制御ユニット（２）に伝達されることを特徴とする請 求項１記載の制御ユニット。 ６． 変速比変更装置のエラー及び機能制限、トランスミッション温度、コンバ ータ増幅率及びギアシフト・レバーの位置に関するデータが前記変速比変更装置 （４）から前記エンジン制御ユニットに伝達されることを特徴とする請求項１記 載の制御ユニット。 ７． イグニッションがスイッチオンされる際に、トランスミッションの出力側 で低減される質量慣性モーメント、自動車の質量及びホイールのサイズ、といっ た自動車のパラメータが、コミュニケーション・チャネル（６）を介して前記前 記エンジン制御ユニットから前記変速比変更装置（４）に伝達されることを特徴 とする請求項１記載の制御ユニット。 ８． イグニッションがスイッチオンされる際に、ギアの数、ギアの変速比、ト ルクコンバータのデータ及びシフトの型（可能なギア・チェンジ）、といったト ランスミッションのパラメータが、コミュニケーショ・チャネル（６）を介して 前記変速比変更装置（４）から前記エンジン制御ユニットに伝達されることを特 徴とする段階式変速トランスミッションのための請求項１記載の制御ユニット。 ９． イグニッションがスイッチオンされる際に、変 速比最小値、変速比最大値及び変速比の変更の定格速度、といったトランスミッ ションのパラメータが、コミュニケーション・チャネル（６）を介して前記変速 比変更装置（４）から前記エンジン制御ユニット（２）に伝達されることを特徴 とする無段階式変速トランスミッションのための請求項１記載の制御ユニット。 １０． 変速比選択制御ユニット（２２）は、ファジー論理制御ユニットを含む ことを特徴とする請求項２記載の制御ユニット。