JPH0882355A - 無段変速機の制御方法及び装置 - Google Patents

無段変速機の制御方法及び装置

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JPH0882355A
JPH0882355A JP7082935A JP8293595A JPH0882355A JP H0882355 A JPH0882355 A JP H0882355A JP 7082935 A JP7082935 A JP 7082935A JP 8293595 A JP8293595 A JP 8293595A JP H0882355 A JPH0882355 A JP H0882355A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適な燃費特性点においても内燃機関の駆動
力が得られるような無段変速機用の制御方法及び装置を
提供すること。 【構成】 一定の運転特性モードを識別し、内燃機関の
燃料消費率が同じ出力のもとでより少なくなるような変
速比の方向で当該出力に対する最小燃料消費率特性点に
達するまで変速比の調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無段変速機の制御方法
であって、該変速機は内燃機関と連結されており、さら
に該変速機の制御装置は、１つ又は複数の制御特性曲線
に従って変速機の変速比を出力制御機構の位置に応じて
自動的に設定調整する、無段変速機の制御方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常はこの種の制御装置には複数の制御
特性曲線が設けられている。この制御特性曲線は無段変
速機の出力重視の動作特性から最適な燃費の動作特性ま
での種々異なる動作特性を可能にする。しかしながら最
適燃費の制御特性曲線による動作の際にも、車両の非定
常的な動作、特に加速も可能であるように考慮する必要
がある。そのため最適燃費の制御特性曲線でも、選択さ
れた動作時点において最小燃費を達成することはできな
い。なぜなら最小燃費では余剰牽引力も僅かに抑えられ
るため車両の加速がほとんどできないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、最適
燃費特性点においても内燃機関の駆動力が得られるよう
な無段変速機用の制御方法及び装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、一定の運転特性モードを識別し、変速比の適合調整
を、内燃機関の燃料消費率が同じ出力のもとでより少な
くなるような変速比の方向で当該出力に対する最小燃料
消費率特性点に達するまで行うようにして解決される。
【０００５】また上記課題は、一定の走行特性モードの
識別のための比較装置と、目標変速比の設定調整に作用
する計算装置とが設けられており、前記計算装置によっ
ては比較装置の信号が、実際の変速比に基づいて、内燃
機関の燃料消費率が同じ出力のもとでより少なくなるよ
うな変速比の方向で当該出力に対する最小燃料消費率特
性点に達するまで調整されるように構成されて解決され
る。
【０００６】本発明の手法によれば、まず比較的僅かな
余剰牽引力しか必要とされない“一定の走行特性モー
ド”を以って表わされる走行状況が識別される。そのよ
うな走行状況が存在する場合には、本発明により、設定
された変速比の適合化が次のように行われる。すなわち
内燃機関がここにおいて車両の現動作時点での最小燃料
消費率特性点で駆動されるように行われる。本発明は基
本制御を捕捉する形で作用するため、一方では最適燃費
を求めつつ他方ではその場の交通状況に応じた加速能力
も求めなければならない相異なる２つの目的が次のよう
にして解決される。すなわち特にマッチした走行状況に
おいてのみ最適燃費運転への設定調整が行われるように
して解決される。
【０００７】本発明の別の有利な実施例は従属請求項に
記載されている。
【０００８】本発明の有利な実施例では前述したような
“一定の走行特性モード”で以って表わされる走行状況
が問合せステップによって識別される。この問合せステ
ップでは、余剰牽引力が存在するか否かが、すなわち車
両が既にその出力能力の限界で駆動されているかどうか
が検査される。さらに出力制御機構（例えばスロットル
弁）が操作されているかどうかが検査される。これによ
っては内燃機関の出力を制御すべき状態にドライバがお
かれているかどうかがわかる。さらに実質的に一定した
走行状態が存在しているか否かが検査される。すなわち
実際の走行速度と出力制御機構の位置の変化量が僅かで
あるか否かが検査される。
【０００９】変速比の適合化に対しては、本発明によれ
ばまず最適燃費−目標駆動回転数が求められ、所定の過
渡関数に従って実際値駆動回転数がこの目標駆動回転数
に適合される。この手段は次のような認識に基づいてい
る。すなわち車両のドライバがこのようなことに間接的
に係っていることに基づいている。なぜならドライバ
は、出力とそれに伴う車両走行速度を維持するために出
力制御機構の位置を内燃機関の出力が維持されるように
変化させなければならないからである。自動速度制御装
置が装備されている場合にはドライバに代わってこの自
動速度制御装置を用いてもよい。これらの２つの場合に
おいては変速比の変化を次のように実施し得るために所
定の過渡関数が必要となる。すなわちドライバないし自
動速度制御装置が可及的に簡単に出力制御機構の位置の
適合化を行うことができるように所定の過度関数が必要
となる。これにより衝撃的な過渡特性やドライバをいら
だたせるような状況の生起が回避される。理想的な設計
構成では変速比の変化をドライバにわからないように行
うことができる。
【００１０】さらに有利には、比較的長い監視期間中に
走行速度の変化量と出力制御機構の位置の変化量に関す
る積分値を監視する中間検査によって次のようなことが
保証される。すなわち先に述べたような車両の加速能力
も維持しつつ燃費を低減させるような変速比の変化が、
本当に許容される走行状況のもとでのみ導入されること
が保証される。これに対しては正の場合でも負の場合で
も同じように全ての変化を識別することができるように
変化量の積分値ではなくて変化量の絶対値の積分値が形
成される。
【００１１】総括的に本発明によれば例えば高速道路に
おいて生じ得るような走行状況が次のような場合に識別
される。すなわち登坂時、追越し時や最高速度近傍での
走行時において内燃機関の出力能力の上昇を必要とさせ
ることなく比較的僅かな交通量から適度な交通量のもと
で車両を移動させるような場合に識別される。このこと
は有利には固有の位置調整装置を新たに用いることなく
既存の無段変速機用の制御装置でコストをかけずに捕捉
することができる。出力制御機構の位置の所要の追従制
御は特に有利にはドライバ自身によってか又は場合によ
って存在する速度制御装置を用いた快適制御の中で行わ
れる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【００１３】ここでは示されていない公知の手法によっ
て車両には無段変速機が配設されている。この無段変速
機には内燃機関が前置接続されている。無段変速機には
車両の車輪に作用する駆動系（ドライブトレーン）が後
置接続されている。無段変速機は制御装置と接続されて
おり、この制御装置は車両の種々異なる動作特性量を測
定し、無段変速機にて占有度を調整する。本発明の実施
例では制御装置は以下の特性量を検出する。
【００１４】−内燃機関の出力制御機構の位置としての
スロットル弁の位置ａｌｐｈａ（ｔ） −駆動回転数ｎａ（ｔ）に対等する走行速度ｖ（ｔ） −走行動作状態において変速機の入力回転数ｎｅ（ｔ）
に等しい内燃機関のエンジン回転数ｎｍｏｔ（ｔ） −０〜１までの数値をとる牽引力特性量ｍｆ１（ｔ１） −車両の瞬時の牽引力使用効率（所要出力の割合、すな
わち走行速度ｖ（ｔ）の変化に対するスロットル弁位置
ａｌｐｈａ（ｔ）に相応） この場合値ｍｆ１＝０は、非常に僅かな牽引力使用効率
を表わし、値ｍｆ１＝０．５は所要出力と牽引力との間
でバランスがとれていることを表わし、値ｍｆ１＝１は
著しい牽引力不足を表わしている。さらに入力回転数ｎ
ｅ（ｔ）と駆動回転数ｎａ（ｔ）の比からは変速機の変
速比ｉが得られる。
【００１５】本発明による方法は、関数の形で実行され
る。この関数はここでは示されていない基本制御の枠内
で規則的な間隔で呼び出される。
【００１６】関数の呼出しの後では図２に示されている
ステップが実行される。ステップ１では以下の初期条件
が検査される。
【００１７】−基本制御のみが活性化されているか否
か、すなわち例えば山岳地走行用プログラム等のような
特殊な機能によってシフトアップロック等が引き起こさ
れてはいないかどうか、 −牽引力特性量ｍｆ１が下方の限界値よりも下方に（こ
こでは０．１）あるか否か、 −スロットル弁が操作されていないかどうか、すなわち
スロットル弁位置ａｌｐｈａ（ｔ）が５％よりも大きい
かどうか、 −スロットル弁位置の変化量の絶対値が最後の数秒にお
いて非常に小さかったかどうか（ここでは＜２％）、 −走行速度ｖ（ｔ）の変化量の絶対値が最後の数秒にお
いて非常に小さかったかどうか（ここでは＜１ｋｍ／
ｈ）、 機能呼出し時点においては前記条件が全て同時に充たさ
れなければならない。走行速度ｖ（ｔ）とスロットル弁
位置ａｌｐｈａ（ｔ）の変化量の検出の簡単化のために
これらの変化が求められる期間が、２つの機能呼出しの
間の期間に適合される。これにより各機能呼出しの際に
走行速度ｖ（ｔ）ないしスロットル弁位置ａｌｐｈａ
（ｔ）に対する瞬時値が先行の機能呼出しの際の値と比
較可能となり、これらの値を求めるための介在的な機能
呼出しは必要なくなる。
【００１８】ステップ１において前記初期条件が充たさ
れなかった場合には、機能は直接終了する。その他の場
合ではステップ２に進められる。このステップでは、定
常的な走行状態が実際に存在しているか否かが検査され
る。これに対しては走行速度ｖ（ｔ）とスロットル弁位
置ａｌｐｈａ（ｔ）の変化量の絶対値に関する積分値が
形成されるべきである。既にステップ１において既述し
たように制御シーケンスの簡単化のために制御装置にお
いて積分値が算術的な意図においてではなく時間ステッ
プの中で形成される。この時間ステップは２つの機能の
呼出しの時間的間隔に相応する。それにより厳密な意味
で２つの機能呼出しの間の監視すべき値の差の絶対値に
関する和が形成される。従って本実施例ではこの検査は
約１０秒の期間を含み、積分値ないし和はスロットル弁
位置ａｌｐｈａ（ｔ）に対して５％よりも小さい値を有
しさらに走行速度ｖ（ｔ）に対して３ｋｍ／ｈよりも小
さい値を有する。
【００１９】この条件が欠けている場合には、機能はス
テップ２の後で直接終了する。他の場合にはステップ３
において本来の変速比の適合化が行われる。これに対し
てまず特性曲線を用いて瞬時のスロットル弁位置ａｌｐ
ｈａ（ｔ）と瞬時のエンジン回転数ｎｍｏ（ｔ）に対応
するエンジン出力Ｐが定められる。続いて目標エンジン
回転数ｎ＿ｓｏｌｌが求められる。この目標エンジン回
転数においては内燃機関は発生するエンジン出力Ｐのも
とで最小燃料消費率を達成する。ここではテーブルや特
性曲線等も使用される。目標回転数ｎ＿ｓｏｌｌからは
被駆動回転数ｎａ（ｔ）を用いて目標変速比ｉ＿ｓｏｌ
ｌを求めることができる。この準備手段の後では過渡関
数に従って目標変速比ｉ＿ｓｏｌｌに対する瞬時の変速
比を導出することにより変速比ｉの適合化が行われる。
この場合この過渡関数は車両に応じて選定される。特に
エンジン回転数ｎｍｏｔ（ｔ）の変化速度と、これに伴
って現れる走行速度ｖ（ｔ）の変化速度は一方では、ド
ライバがこの変化を認識して相応にスロットル弁位置ａ
ｌｐｈａ（ｔ）が調整されるように大きく選定され、他
方ではドライバがこれによってあわてることがないよう
に小さく選定される。本実施例において基本的に用いら
れた車両における試行の結果からは１秒間において１０
Ｕ／ｍｉｎのエンジン回転数変化が前記要求を良好に充
たすことのできる値であることがわかっている。類似の
仕様基準は車両に走行速度制御装置が設けられている場
合に生じる。しかしながらこれはその他の値にもなり得
る。なぜならこの場合は速度制御装置の応答をねらいと
するからである。
【００２０】ステップ４にて示されているように、その
期間中には常時、すなわち短い間隔で、前記初期条件が
さらに充たされているか否かが検査される。充たされて
いない場合には変速比ｉの適合化は中断され当該機能は
終了する。
【００２１】図２に示された機能部には過渡フィルタも
後置接続されていることは図示されていない。この過渡
フィルタは変速比ｉの適合化が既に行われている場合に
は基本制御によって求められた変速比ｉに対する変速比
を決定する。この過渡経過は変化した動作パラメータに
よって確定する。それにより例えばこの過渡経過、すな
わち変速比の変化は、例えば追越し過程にてスロットル
弁位置ａｌｐｈａ（ｔ）が突然最大となるような場合に
は非常に唐突に欠落する。
【００２２】前記した機能作用は図１に示されている。
図１にはそれ自体公知のエンジン特性曲線が示されてい
る。この図ではエンジントルクＭがエンジン回転数ｎｍ
ｏｔに関してプロットされている。閉じた貝のような形
状の特性曲線は燃料消費率特性ｂｅである。この場合特
性曲線が最小燃料消費率特性点ｂｅ＿ｍｉｎに近ければ
近いほど燃費は低減する。
【００２３】機能ステップの導入時点では内燃機関は動
作点Ａにある。機能ステップ導入の後では、すなわち高
い余剰牽引力を備えた一定の走行特性モードと定常的走
行特性モードが識別された場合には、発生エンジン出力
Ｐに対して時点Ｂにおける燃料消費率ｂｅが最小で効率
が最大であることが機能ステップによって検出される。
それに従って当該機能は変速比ｉを次のように変化させ
始める。すなわちエンジン回転数ｎｍｏｔ（ｔ）が機能
開始時点の際に加えられたエンジン回転数ｎｍｏｔ１か
ら低下するように変化させ始める。ドライバが介入して
来ない限りエンジン出力Ｐは一定のスロットル弁位置ａ
ｌｐｈａ（ｔ）の特性曲線に相応して変化する。それは
点Ａを横切る。感じられる位の走行速度ｖ（ｔ）の低下
が始まった場合に初めてドライバはその変化に気がつ
き、エンジン出力Ｐを再び高めて最終的にその所期の走
行速度ｖ（ｔ）に再び達するようにスロットル弁位置ａ
ｌｐｈａ（ｔ）を変化させる。この過程は点Ｂに達する
まで継続される。それにより総体的にすなわちドライバ
の影響を考慮するもとでほぼ特性曲線Ｃのような形態の
経過が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、最適な燃費特性点にお
いても内燃機関の駆動力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法の効果を説明するためのエン
ジン特性曲線である。
【図２】本発明による方法の概略的なフローチャートを
示した図である。
【符号の説明】
ｂｅ＿ｍｉｎ 最小燃費特性点 ｎｍｏｔ エンジン回転数 ａｌｐｈａ（ｔ） スロットル弁位置 Ｐ エンジン出力 Ｍ エンジントルク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィリ ザイデル ドイツ連邦共和国 エバーディンゲン テ オドール−ホイス−シュトラーセ 101 (72)発明者 ハインツ シュテーレ ドイツ連邦共和国 ヴァイスアッハ ヤー コプスエッカー ４ (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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無段変速機の制御方法であって、該変速
    機は内燃機関と連結されており、さらに該変速機の制御
    装置は、１つ又は複数の制御特性曲線に従って変速機の
    変速比（ｉ）を出力制御機構の位置（ａｌｐｈａ
    （ｔ））応じて自動的に設定調整する、無段変速機の制
    御方法において、 一定の運転特性モードを識別し、 変速比（３，４）の適合調整を、内燃機関の燃料消費率
    （ｂｅ）が同じ出力（ｐ）のもとでより少なくなるよう
    な変速比の方向で当該出力（ｐ）に対する最小燃料消費
    率特性点（ｂｅ＿ｍｉｎ）に達するまで行うことを特徴
    とする、無段変速機の制御方法。
  2. 【請求項２】 余剰牽引力が存在するか否かの問合せ
    と、 出力制御機構が操作されたか否かの問合せと、 出力制御機構の位置（ａｌｐｈａ（ｔ））の実際の変化
    速度が僅かか否かの問合せと、 走行速度（ｖ（ｔ））の実際の変化速度が僅か否かの問
    合せを行うステップによって一定の走行特性モードの識
    別を行う、請求項１記載の無段変速機の制御方法。
  3. 【請求項３】 出力制御機構の位置（ａｌｐｈａ
    （ｔ））と被駆動回転数（ｎａ（ｔ））に依存して最適
    燃費の目標駆動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）を求め、 目標駆動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）と実際値駆動回転数
    （ｎｍｏｔ（ｔ））との間の差が所定の変化速度で低減
    されるように変速比（ｉ）の適合化を行うステップでも
    って変速比（３）の適合調整を行う、請求項１記載の無
    段変速機の制御方法。
  4. 【請求項４】 一定の走行特性モード（１）の識別ステ
    ップと変速比（３）の適合調整ステップの間にさらに、
    定常的走行特性モード（２）の識別を行う別のステップ
    を設け、該別のステップは、 所定の監視期間中に出力制御機構（ａｌｐｈａ（ｔ））
    の位置の変化量の絶対値に関する積分値が限界値よりも
    小さいか否かの問合せと、 所定の監視期間中に走行速度（ｖ（ｔ））の変化量の絶
    対値に関する積分値が限界値よりも小さいか否かの問合
    せを行うサブステップを含んでいる、請求項１〜３いず
    れか１項記載の無段変速機の制御方法。
  5. 【請求項５】 一定の走行特性モードの識別がもはや行
    われなくなった場合に変速比（３）の適合調整ステップ
    を中断する、請求項１〜４いずれか１項記載の無段変速
    機の制御方法。
  6. 【請求項６】 １つ又は複数の制御特性曲線に従って変
    速機の変速比（ｉ）が出力制御機構の位置（ａｌｐｈａ
    （ｔ））に応じて自動的に設定調整される、内燃機関と
    連結された変速機の制御装置において、 一定の走行特性モードの識別のための比較装置と、目標
    変速比（ｉ＿ｓｏｌｌ）の設定調整に作用する計算装置
    とが設けられており、前記計算装置によっては比較装置
    の信号が、実際の変速比（ｉ）に基づいて、内燃機関の
    燃料消費率（ｂｅ）が同じ出力（ｐ）のもとでより少な
    くなるような変速比の方向で当該出力（ｐ）に対する最
    小燃料消費率特性点（ｂｅ＿ｍｉｎ）に達するまで調整
    されることを特徴とする、制御装置。
  7. 【請求項７】 一定の走行特性モードの識別のための比
    較装置は、牽引力の特性量（ｍｆ１（ｔ））に対する第
    １のサブ比較装置と、出力制御機構（ａｌｐｈａ
    （ｔ））の位置に対する第２のサブ比較装置と、出力制
    御機構（ａｌｐｈａ（ｔ））の位置の変化速度に対する
    第３のサブ比較装置と、車両速度（ｖ（ｔ））の変化速
    度に対する第４の下位比較装置と、サブ比較装置の信号
    に対する結合装置とを有し、前記第１、第３及び第４の
    サブ比較装置はそれぞれ、限界値を下回った場合に信号
    を送出し、前記第２のサブ比較装置は限界値を上回った
    場合に信号を送出し、前記結合装置は、全てのサブ比較
    装置から信号が送出されている場合に比較装置の出力信
    号を生ぜしめる、請求項６記載の制御装置。
  8. 【請求項８】 変速比（ｉ）の適合調整のための計算装
    置は、最適燃費の目標駆動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）を出
    力制御機構の位置（ａｌｐｈａ（ｔ））と変速機の被駆
    動回転数（ｎａ（ｔ））に依存して求め、さらに目標駆
    動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）と実際値駆動回転数（ｎｍｏ
    ｔ（ｔ））の差が所定の変化速度で低減されるように変
    速比（ｉ）を算出する、請求項６記載の制御装置。
  9. 【請求項９】 比較装置と計算装置との間に検査装置が
    付加的に設けられ、該検査装置は、一定の走行特性モー
    ドが識別された場合にのみ比較装置の信号を転送し、該
    検査装置は出力制御機構の位置（ａｌｐｈａ（ｔ））の
    変化量の絶対値に関する積分値形成のための第１の積分
    器と、走行速度（ｖ（ｔ））の変化量の絶対値に関する
    積分値形成のための第２の積分器と、前記第１の積分器
    の信号を上方の限界値と比較するための第５のサブ比較
    装置と、前記第２の積分器の信号を上方の限界値と比較
    するための第６のサブ比較装置とを有している、請求項
    ６〜８いずれか１項記載の制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記計算装置に監視装置が配属されて
    おり、該監視装置は一定の走行特性モードをチェックす
    るための別の検査装置を有しており、さらに前記監視装
    置は計算装置を直接非活性化する信号を送出する、請求
    項６〜９いずれか１項記載の制御装置。
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