JPH0472099B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 切換のために、クラツチまたはブレーキのよ
うな摩擦連結部材を解除ないし接続する、内燃機
関によつて駆動される車両の、負荷に基いて切換
可能な自動変速機を制御するための方法におい
て、摩擦連結部材８に対する液圧を、機関回転数
と一定の係数との積と機関トルクとから成る和に
比例して調整設定して、すべての変速切換におい
て前記摩擦連結部材の一定のすべり時間が生じる
ようにし、その際上記一定の係数はすべり時間お
よび切換状態に依存して選定され、その結果液圧
の回転数に依存する成分は低い回転数の場合には
比較的小さくかつ高い回転数の場合には大きいこ
とを特徴とする負荷に基いて切換可能な自動変速
機の制御方法。

２ 摩擦連結部材を操作するための圧力調整器を
制御する変速機制御ユニツトと、機関トルクを検
出する装置とを備え、該検出装置の信号が変速機
制御ユニツトに供給される、負荷に基いて切換可
能な自動変速機の制御装置において、機関回転数
発生器４が設けられており、該発生器の出力信号
は、乗算装置５において、変速機制御ユニツト２
から送出される、一定の係数に相応する信号と乗
算され、かつ乗算装置５の出力信号と、機関トル
ク信号とを加算するための加算装置６が設けられ
ており、かつ変速機制御ユニツト２が加算装置６
の出力信号に依存して前記圧力調整器７を制御
し、該圧力調整器７は、すべての変速切換におい
て前記摩擦連結部材８の一定のすべり時間が生じ
るように摩擦連結部材に圧力を加えるようにした
ことを特徴とする負荷に基いて切換可能な自動変
速機の制御装置。

３ 切換スイツチ９が設けられており、該切換ス
イツチは、切換過程の開始時に加算装置６の出力
を変速機制御ユニツト２に接続しまた切換過程の
終了時に、機関トルク検出装置１の出力を変速機
制御ユニツト２に接続し、該変速機制御ユニツト
がその都度の信号に依存して圧力調整器７を制御
する請求の範囲第２項記載の装置。

４ 機関回転数発生器４は、変速機制御ユニツト
２に接続されており、該変速機制御ユニツトが、
回転数信号に依存して切換スイツチ９を制御する
請求の範囲第３項記載の装置。

５ 切換過程の間、機関回転数に依存する、乗算
装置５の入力信号は、一定に維持される請求の範
囲第２項ないし第４項のいずれか１つに記載の装
置。

６ 記憶装置１２が設けられており、該記憶装置
は、切換過程の開始時に、機関回転数信号を記憶
しかつ切換過程の間、該記憶された値を乗算装置
５に供給する請求の範囲第５項記載の装置。

７ 摩擦連結部材を操作するための圧力調整器を
制御する変速機制御ユニツトと、機関トルクを検
出する装置とを備え、該検出装置の信号が変速機
制御ユニツトに供給される、負荷に基いて切換可
能な自動変速機の制御装置において、機関回転数
発生器４が設けられており、該発生器の出力信号
は、乗算装置５において、変速機制御ユニツト２
から送出される、一定の係数に相応する信号と乗
算され、かつ前記圧力調整器は、トルク信号が供
給される圧力変換器２２と、前記一定の係数と乗
算された機関回転数信号が供給される圧力変換器
２３と、調整スプール２１と、該調整スプールに
力を加える段付スプール２０とから構成されてお
り、前記段付スプール２０の段の面A_M，A_oに
は、前記圧力変換器２２，２３によつて調整設定
可能な機関回転数に依存した圧力P_oおよび機関
トルクに依存した圧力P_Mが加えられて、すべて
の変速切換において前記摩擦連結部材８に一定の
すべり時間が生じるように前記摩擦連結部材に前
記圧力調整器から圧力が加えられるようにしたこ
とを特徴とする負荷に基いて切換可能な自動変速
機の制御装置。

８ 同一構造の摩擦連結部材の場合、２つの圧力
変換器２２，２３、１つの段付スプール２０およ
び１つの調整スプール２１が設けられている請求
の範囲第７項記載の装置。

９ 異なる構造の摩擦連結部材の場合、２つの圧
力変換器２２，２３および複数の段付および調整
スプール２０，２１が設けられており、その際段
付スプール２０の段の面積は、摩擦連結部材８お
よび調整スプール２１における支持モーメントに
整合されている請求の範囲第７項記載の装置。

技術水準 本発明は、請求範囲第１項の上位概念に記載の
方法ないし請求範囲第２項の上位概念に記載の装
置から出発している。

公知の自動変速機において、機関負荷（加速ペ
ダル位置）および走行速度の所定の組合わせにお
いて速度段切換が行なわれる。電子的な変速機制
御部において、この切換点は、切換特性曲線とし
て固定プログラミングされている。切換を行なう
ために解除または接続されるクラツチまたはブレ
ーキのような摩擦連結部材は、通例液圧により操
作される。その都度の機関トルクに整合されるべ
き、摩擦連結部材における圧力は、低すぎてはな
らない。というのはその場合、すべり時間、即ち
部材の、摩擦連結作用する部分が相対摺動する時
間が長くなりすぎるからである。摩耗および加熱
が著しく大きくなるかもしれず、このことは摩擦
部材の損傷を来たす。他方において圧力は大きす
ぎてはならない。というのはそうしなければ著し
く強い切換衝撃のため走行快適度が低下するから
である。ドイツ連邦共和国特許公開第2931744号
公報から、摩擦連結動作する部材の操作力が、４
つの圧力段階を発生する液圧装置によつて調整設
定される、負荷に基いて、切換可能な段階変速機
を制御する方法および装置が公知である。この公
知の装置における欠点は、圧力整合がある領域で
しか行なわれず、その結果圧力整合が不精確であ
ることがある。

本発明の効果 これに対して請求の範囲第１項の要旨に記載の
特徴を有する本発明の方法ないし請求の範囲第２
項および請求の範囲第７項の要旨に記載の特徴を
有する本発明の装置は、それぞれの切換点に対し
て正確な圧力が調整設定されかつすべての切換点
に対するすべり時間が一定に維時されるという利
点を有する。切換は、摩耗および快適さに関して
最適に行なわれる。

特許請求の範囲の実施態様項に記載の構成は、
特許請求の範囲第１項において特定された方法な
いし特許請求の範囲第２項および第７項において
特定された装置の有利な実施例および付加的な改
良である。段付スプールおよび調整スプールの特
別な構成によつて、すべての摩擦連結部材の操作
のために２つの圧力調整器のみが必要である。

図 面 図示されている本発明の装置を次に詳細に説明
する。第１図ないし第３図は、本発明の装置の３
つの回路構成を示し、また第４図は摩擦連結部材
の操作装置に供給される種々異なつた圧力を発生
するための流体装置の断面を示す。

実施例の説明 車両における自動切換可能な変速機は、車両の
内燃機関によつて駆動される流体式トルクコンバ
ータまたはクラツチを有し、これらコンバータま
たはクラツチには、内燃機関と変速機の被駆動側
ないし車両の駆動軸との間の力の経路にクラツチ
またはブレーキによつて選択的に、接続可能な少
なくとも２つの遊星歯車変速ユニツトが後置され
ている。切換過程を実現する、即ち一方の変速機
要素を遮断し、他方の変速機要素を力の伝達経路
に接続する摩擦連結部材の操作のために、電磁石
の形の操作部材または、有利には液圧作業シリン
ダが用いられる。液圧作業シリンダを移動させる
力の作用は、シリンダに力を伝達する導管におけ
る圧力に依存する。

機関トルク（駆動トルク）が速度段切換期間中
一定であることから出発する。被駆動側における
トルクは、変速比変化の割合において変化する。
走行速度（被駆動回転数）は、切換過程の間実際
には変化しないものと、仮定することができる。
増速切換の開始時に被駆動トルクは著しく低下す
る。引続いて被駆動トルクは再び上昇する。とい
うのは、駆動側と被駆動側との間の変速比の変化
に基いて、変速機入力側に連結されている、回転
する質量体の回転力の変化を得るために、付加的
なトルクが伝達されなければならないからであ
る。それから被駆動トルクは所定の時間の長さ一
定にとゞまりかつ例えば直結速度段への増速切換
の際、切換過程の終了時に機関トルクの量に跳躍
的に低下する。機関回転数ないし変速機入力側回
転数は、被駆動トルクの再上昇の時点でリニヤに
低下し始めかつ切換過程の終了時に、被駆動回転
数に達する。

すべり時間は上述したように、２つの摩擦連結
部材が異なつた回転数を有する時間である。この
異なつた回転数の期間、２つの摩擦連結部材は相
互にすべり、その際回転数変化は、摩擦連結部材
を相互に圧着する圧力がどのような大きさである
かに応じて生じる。圧力が比較的僅かなときそれ
は、両方の摩擦連結部材が同じ回転数を有するま
で長く持続し、圧力が大きいとき摩擦連結部材の
回転数勾配は比較的大きい。通例２つの摩擦連結
部材の回転数の整合は、機関回転数を変化するこ
とによつて行われる。従つて増速切換の際上述し
たように機関回転数は低下する。従つてすべり時
間は、両方の摩擦連結部材が異なつた回転数を有
している時間である。両方の摩擦連結部材が同じ
回転数を有すれば、すべり時間は終了しかつ変速
機要素は再び相互に摩擦連結することができる。

駆動輪によつて駆動される摩擦連結部材はその
回転数を殆ど変えないので、すべり時間の間機関
に連結されている摩擦連結部材の回転数が変化す
る。その理由は機関回転数は新たに挿入された速
度段における駆動輪の回転数に整合されなければ
ならないからである。増速切換の際上述した例の
ように機関回転数は低減されなければならず、減
速切換の際機関回転数は高めらる。クラツチおよ
びブレーキのような摩擦連結部材を操作するため
の圧力に、次のことによつて決められている。即
ち摩擦連結部材の切換過程の間、機関トルク（駆
動トルク）および、機関の回転力変化のために使
用されないエネルギーによつて決められる機関の
制動トルク（牽引力走行時の増速切換）ないし機
関の回転力変化のために消費されるべきエネルギ
ーによつて決められる機関の加速トルク（推進力
走行時の減速切換）が伝達されなければならな
い。すべり時間は、いかなる速度段切換に対して
も一定であるべきなので、機関回転数が高い場
合、低い場合よりも大きな圧力が供給されなけれ
ばならない。従つて摩擦連結部材における圧力
は、 Ｐ〜M_Mptpr＋Ｋ・n_Mptpr と定められ、式中M_Mptprは機関のトルク、Ｋは一
定の係数、n_Mptprは機関回転数である。摩擦連結
部材に加わるこの圧力は本発明によりいずれの切
換段においても、常に精確な圧力整合が行われる
ように調整される。

一定の係数Ｋは経験的に求められた定数であ
る。この係数は車両の試験段階において車両の型
に応じて実験により、すべての変速切換において
一定のすべり時間が生ずるように選定される。係
数Ｋは通例表に格納されており、その際表は
ROM又はEPROMに固定の記憶場所を有してい
る。この場合変化する係数を有する適応形記憶も
考えられる。切換過程、例えば１速→２速の増速
切換が生じると、計算機によつて表から、この切
換過程を表わしている係数Ｋが呼出される。３速
→２速へ切換られるときの別のＫが呼出される。
これら係数Ｋの値は変速機の構造に著しく依存し
ているので、個々の車両によつて異なつてくる。
例えば変速機が構造的に増速切換の際に減速切換
の場合より良好な特性を有しているとき、係数Ｋ
は例えば減速切換の際良好な特性を有している変
速機の場合とは別様に選択されるべきである。

第１図において、機関トルクを検出するための
装置１は、変速機制御ユニツト２に接続されてい
る。変速機制御ユニツト２は、例えばドイツ連邦
共和国特許第2040918号明細書に記載のように流
体制御式、デジタル、アナログに構成することが
でき、またはドイツ連邦共和国特許公開第
2938268号明細書に相応して、マイクロプロセツ
サによつて構成することができる。変速機制御ユ
ニツトは、入力信号としてその他に矢印３によつ
て示されている、被駆動回転数、被駆動トルク、
キツクダウンスイツチ、位置スイツチ等のような
別の通例の入力量が供給される。機関回転数発生
器４の出力側は、乗算装置５の入力側に接続され
ている。乗算装置５の別の入力側は、一定の係数
Ｋを供給する変速機制御ユニツト２に接続されて
いる。乗算装置５の出力側は、加算装置６に導か
れており、この加算装置の別の入力側は、機関ト
ルク検出装置１の出力側に接続されている。加算
装置６の出力側は、変速機制御ユニツト２に接続
されている。変速機制御ユニツト２の出力側は、
摩擦連結部材８を制御する圧力調整器７に導かれ
ている。

機関回転数発生器４から送出される信号は、乗
算装置５において係数Ｋに相応する信号と乗算さ
れかつ加算装置６へ供給される。係数Ｋは、切換
状態に応じて変速機制御ユニツト２によつて新た
に求められかつ出力される。加算装置６におい
て、乗算装置５の出力に、機関トルクに依存した
信号が加算されかつ変速機制御ユニツト２に供給
される。変速機制御ユニツト２は、その信号に依
存して、圧力調整器７を制御し、圧力調整器が摩
擦連結部材８の操作に対する相応の圧力を生ぜし
める。

第２図における実施例は、回転数発生器４の出
力側が、乗算装置の他に、変速機制御ユニツト２
にも接続されている点が、第１図の実施例とは異
なつている。その他に、スイツチ９に依存して、
トルク検出装置１の出力側または加算装置６の出
力側が変速機制御ユニツト２に接続される。スイ
ツチ９は、変速機制御ユニツト２から供給される
信号に依存して制御される。

切換過程の開始時に、スイツチ９は変速機制御
ユニツト２によつて、加算装置６の出力側が変速
機制御ユニツト２に接続されるように制御され
る。切換過程の終了時において、即ち直結速度段
において同期回転数が、被駆動回転数に達したと
き、スイツチ９は機関トルク検出装置１の出力側
を変速機制御ユニツト２に接続しかつ機関トルク
がそのまゝ圧力整合に対して使用される。切換過
程の開始の際駆動回転数の変化（機関回転数変
化）の正確な時期を求めるために、機関回転数に
依存する信号が、変速機制御ユニツト２に供給さ
れ、そこで微分されかつスイツチ９の制御のため
に評価される。

第３図には、別の実施例が図示されており、そ
の際同じ作用をする部分は、第１図および第２図
と同じ番号を有する。変速機制御ユニツト２は
こゝでは、計算機装置として構成されるべきであ
る。機関負荷検出装置１０は、固定値メモリ１１
に接続されており、固定値メモリの出力側は一方
において加算装置６および他方においてスイツチ
９を介して変速機制御ユニツト２に接続されてい
る。回転数発生器４の出力側は、固定値メモリ１
１、サンプル・アンド・ホールド回路１２として
構成されている記憶装置および変速機制御ユニツ
ト２に接続されている。サンプル・アンド・ホー
ルド回路１２の出力側は、乗算装置に導かれてい
る。サンプル・アンド・ホールド回路１２は、時
間−切換時期に対する信号を含んでいる、変速機
制御ユニツト２の出力によつて制御される。

機関負荷検出装置１０は、絞り弁位置、吸込み
圧または空気量測定装置に関する負荷状態を検出
することができる。固定値メモリ１１には、機関
動作特性が書込まれており、その機関動作特性か
ら機関回転数を用いて実際の機関トルクを求める
ことができる。機関回転数発生器４から送出され
る、機関回転数に依存した信号は連続的に、サン
プル・アンド・ホールド回路に読込まれる。

切換過程の開始時に、スイツチ９は変速機制御
ユニツト２によつて、図示の切換位置から、加算
装置６の出力側が変速機制御ユニツト２に接続さ
れる切換位置に切換制御される。同時に変速機制
御ユニツト２から、瞬時の回転数に依存した値を
固定する信号がホールド入力側に加えられる。第
１図および第２図の実施例に相応してこの値は、
乗算装置５において係数Ｋと乗算されかつ引続い
てトルクに依存した信号と加算される。これによ
り、摩擦連結部材８に対する圧力を決める量が生
じる。切換過程の終了時には、サンプル・アン
ド・ホールド回路１２はリセツトされ、その都度
の回転数に依存する値が再び読込まれかつスイツ
チ９は、機関トルクに依存する信号を有する固定
値メモリ１１の出力側を、変速機制御ユニツト２
に接続する位置に切換られる。

第４図には、本発明の方法に相応して圧力を発
生する流体装置が図示されている。この装置は、
段付スプール２０および調整スプール２１を有
し、その際段付きスプール２０には２つの圧力変
換２２，２３が前置接続されている。圧力変換２
２，２３はそれぞれ変速機制御ユニツト２を介し
て供給される機関トルクに依存する信号および機
関回転数に依存する信号によつて制御される。圧
力変換器２２は、面A_Mに作用する機関トルクに
依存する圧力P_Mを生ぜしめ、一方圧力変換器２
３は、段付きスプールの環状面A_oに作用する機
関の回転数に依存する圧力P_oを生ぜしめる。面
A_MおよびA_oに作用する圧力P_M，P_oは、段付きス
プール２０を、調整スプール２１の方向へ移動さ
せようとする力を発生する。調整スプール２１に
は、調整スプール２１の面A_Rに作用する絞り圧
力P_Dによつて発生される力が、反対方向に作用
する。絞り圧力は、摩擦連結部材８を制御する。
調整スプール２１の移動に相応して、その制御縁
が圧力P_Hを有する主圧力導管を開放または閉成
し、その結果力の均衛が保たれる。面積A_M，
A_o，A_Rが同じであれば、絞り圧力は、圧力P_Mと
P_oとの合計として生じる。面積が異なつた大き
さである場合、絞り圧力は、A_MのA_Rに対する比
とP_Mとの積と、A_oのA_Rに対する比とP_oとの積と
の合計から生じる。摩擦連結部材８が、同じ支持
モーメントを有するならば、各摩擦連結部材に対
して同じ段付スプールおよび調整スプールを使用
することができる。種々異なつた支持モーメント
が生じるのであれば同じ調整スプール２１を使用
できるが、一方で段付スプール２０はその都度面
A_MおよびA_oが、その都度の支持モーメントに整
合される。

例えば全圧力範囲にわたつてクラツチへ供給す
ることができる、すべての作動状態において大体
一定の圧力成分は、段付きスプール２０の側にお
ける圧縮ばねの使用のため考慮すべきである。

この場合変速機制御ユニツト２の入力量３は、
回転数発生器を介して供給することができる機関
回転数と、噴射量、絞り弁位置、加速ペダル位置
または吸気管負圧から求めることができる機関負
荷とに対する信号も含んでいる。

回転数ないし機関トルクに依存する信号を直接
相応の圧力に変換する圧力変換器２２，２３に代
わつて、電磁弁を使用することもできる。３ポー
ト２位置電磁弁は、圧力変換器に比べて、圧力形
成のためのパルス幅変調信号を必要とする。３ポ
ート３位置電磁弁は、３ポート２位置電磁弁と２
ポート２位置電磁弁とが組合わされ、しかも同じ
くクロツク制御されるが、その停止位置において
準安定的に動作しかつ殆んど損失が生じない。