JP3974216B2 - 無段変速機の変速比調整系 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両エンジンに後置接続され変速比が無段階に調整可能な変速機の変速比調整系であって、下り坂走行状態が検出され、変速比の調整量が、検出された下り坂走行状態に依存して操作される形式の無段変速機の変速比調整系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機とその制御は例えば欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第１０４５１８８７号明細書やドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３０３９１号公報から公知である。特に後者のドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３０３９１号公報からは、この種の無段階調整可能な変速機における変速比の調整の際に車両の下り坂走行状態が検出され、調整ストラテジがそのような下り坂走行中に修正される技法が公知である。特にここでは下り坂走行中の車両状態が求められ、この下り坂走行の開始時点で車両速度が検出され記憶される。その後で変速機はエンジンブレーキ作用の利用下で、求められた速度を実質的に維持するように連続制御される。
【０００３】
無段変速機ＣＶＴを備えた車両の使用利点を十分に活用するために、車両の内燃機関は通常は比較的低い回転数で作動される。これはいわゆるオーバードライブ近辺の小さな変速比であることを前提としている。しかしながらこの比較的低いエンジン回転数の結果としてその際のエンジンブレーキ効果は、特に下り坂走行時のエンジンブレーキ作動状態においては僅かでしかない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、車両が下り坂走行状態に入ったことが識別された場合のリアクションとして、変速比の調整が、ドライバに不快感を与えることなく簡単な形態で行われるように改善を行うことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして、変速機入力側回転数又はエンジン回転数を予め設定された形態で所定のグラジエントを用いて上昇させる変速比調整量の操作手段が設けられており、前記グラジエントは、下り坂走行状態検出の際に生じている変速機入力側回転数又はエンジン回転数で始まり、変速機出力側回転数又は車両長手方向速度の増加に依存した変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇を示す特性曲線（２０，２１）の経過に相応するものであり、さらに前記グラジエントは、下り坂走行状態の検出時点で生じている変速機入力側回転数又はエンジン回転数若しくは変速機出力側回転数又は車両長手方向速度に依存して設定されるように構成されて解決される。
【０００６】
前述したように本発明は、車両エンジンに後置接続され変速比が無段階に調整可能な変速機の変速比調整系に基づくものである。さらに下り坂走行状態が検出された場合には変速機の変速比調整量が、検出された下り坂走行状態に依存して操作される。本発明の核心は、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして変速比の調整量が次のように操作される手段を設けることである。すなわち変速機入力側回転数又はエンジン回転数を予め設定された形態で上昇させるように調整量が操作される手段を設けることである。本発明によって得られる大きな利点は、下り坂走行ではない通常の走行状態から本発明による下り坂走行に対応する機能状態への移行がドライバにわからないように行われることである。これはエンジン回転数がドライバに望まれるような上昇の仕方しかしないからである。冒頭に述べたドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３０３９１号公報のような、下り坂走行中は車両長手方向速度が実質的に一定に維持される手法とは異なって、本発明による前記手法では特に下り坂走行の開始時点で、車両速度の限定的な増加が許容される。本発明において前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３０３９１号公報との比較でまず第１に目につくことは、エンジン回転数の上昇である。なぜならこの上昇はドライバに直接知覚されるからである。それに対して本発明は、下り坂走行中に所望のエンジンブレーキ効果は損なわずに、通常動作状態から下り坂走行状態への快適な移行を行う適合化において、できるだけ大きなゆとりを提供するものである。
【０００７】
本発明の有利な実施例によれば、変速機入力側回転数又はエンジン回転数が固定的に設定される。この実施形態ではエンジン回転数ないしは変速機入力側回転数に対して任意の上昇特性が設定可能である。この場合は特に二次方程式又は指数関数の形態の累進的な経過が考えられる。
【０００８】
本発明の特に有利な実施例では、変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇が、下り坂走行状態の検出のもとで生じている車両動作状態に依存して設定される。この本発明による実施形態の背景では、下り坂走行が比較的異なる車両動作状態で生じ得ることが考慮されている。本発明のこの実施形態によれば有利には、本発明による変速機入力側回転数か又はエンジン回転数の上昇が、下り坂走行の開始時点で種々の動作状態に適合化される。
【０００９】
特にこの実施形態によれば、変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇が、下り坂走行状態の開始時点で生じている変速機入力側回転数又はエンジン回転数に依存して設定される。この実施形態では、本発明の調整系によって通常動作から下り坂走行動作への移行が、ドライバに望まれないようなエンジン回転数の上昇はできるだけ伴わずに行なわれることが背景となっている。この場合下り坂走行中、特に下り坂走行の開始時点で、車両長手方向速度は限定的に引き上げ可能である。この可能な限定的速度増加は、変速機出力側回転数ないし車両長手方向速度に依存する。勾配の急な区間（この場合車両は通常ゆっくり走行する）では、エンジン回転数が上昇し、それに伴ってエンジンブレーキトルクも例えば高速道路上よりも早く大きくなる。高速道路では速度が非常に速いため走行抵抗は始めから大きい。
【００１０】
本発明の別の有利な実施例によれば、変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇が所定のグラジエントで生じるように設定される。この場合このグラジエントは既に前述したように車両の動作状態、すなわち下り坂走行状態のもとで生じている動作状態に依存して確定される。このグラジエントは、変速機出力側回転数又は下り坂走行状態のもとで生じている車両長手方向速度に依存して確定されてもよい。
【００１１】
本発明による、変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇の実現のために有利には、変速機入力側回転数又はエンジン回転数を表す信号を発生するセンサ手段が設けられており、下り坂走行状態検出に対するリアクションとして、変速比の調整が次のように操作される。すなわち検出された回転数信号が予め設定された形態で上昇するように操作される。この場合前述した変速機出力側回転数ないし車両長手方向速度もこのセンサ手段によって検出されてもよい。目下の検出された変速機出力側回転数ないし車両長手方向速度は、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして確定され、変速比の調整は次のように操作される。すなわち変速機入力側回転数信号ないしエンジン回転数信号が所定の変速機出力側回転数ないし車両長手方向速度に依存して上昇するように操作される。
【００１２】
下り坂走行状態の検出は、求められた車両長手方向加速度又は車両ドライバにより操作されたアクセルペダルの検出位置又は検出されたエンジンスロットル弁角度に依存して行われる。この場合車両長手方向加速度は、有利には、検出された変速機出力側回転数ないしは検出された車両長手方向速度から微分によって検出される。特に有利には、下り坂走行状態が次のような場合に検出される。すなわち、車両ドライバによって操作されたアクセルペダル又は検出されたスロットル弁角度の位置信号値のもとで車両長手方向加速度が所定の限界値を越えた場合に検出される。この場合これらの位置信号値は有利には、変速機入力側回転数又はエンジン回転数と車両長手方向速度の関数とみなされる。
【００１３】
有利には、下り坂走行状態以外での変速比の調整量ないし調整が、少なくとも、検出された変速機出力側回転数又は車両長手方向速度、並びに車両ドライバによって操作されたアクセルペダルの検出位置又は検出されたスロットル弁角度に依存して、予め設定された基本関数に従って行われる。この基本関数は、検出された下り坂走行状態に対する応動の中で、変速機入力側回転数又はエンジン回転数が予め設定された形態で上昇するように変更される。この基本関数の変更は、下り坂走行状態が続く限り継続される。
【００１４】
本発明の別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１には符号１０１で連続調整可能な変速機が概略的に示されている。この変速機の出力側回転数Ｎ_ｓｉはセンサ１１０によって検出され、入力側回転数Ｎ_ｐｉはセンサ１０９によって検出される。さらにドライバによって操作可能なアクセルペダル１０７の位置αも検出される（ここでのその詳細な図示は省く）。変速機入力側回転数Ｎ_ｐｉ、変速機出力側回転数Ｎ_ｓｉ並びにアクセルペダル位置αは、ブロック１０２に供給される。
【００１７】
ここにおいて述べておくべきことは、この実施例において取り上げられた前記パラメータの代わりにその他の代替パラメータを検出して評価することも可能であるということである。従って例えばアクセルペダル位置αの代わりに、車両エンジンのスロットル弁角度を使用することもできる。変速機入力側回転数Ｎ_ｐｉはＣＶＴ変速機の場合ではプライマリ回転数（プライマリプーリの回転数）とも称される。この変速機入力側回転数の代わりに、場合によっては存在する変速機スリップを無視するかあるいはクラッチが完全に接続されていることを前提としてエンジン回転数を使用することも可能である。
【００１８】
ＣＶＴ変速機の通常動作状態、すなわち本発明による下り坂走行動作状態以外の状態では、測定されたアクセルペダル位置αと測定された変速機出力側回転数Ｎ_ｓｉから、変速機入力側回転数に対する目標値Ｎ_ｐｓが求められる。この変速機入力側回転数に対する目標値Ｎ_ｐｓ（以下変速機入力側目標回転数と称す）はブロック１０３においてフィルタリングされ、制御ブロック１０４に供給される。この制御ブロック１０４では、フィルタリングされた変速機入力側回転数目標値Ｎ_ｐｓｆが目下の変速機入力側回転数の実際値Ｎ_ｐｉと比較され、その後で前記変速機入力側目標回転数値Ｎ_ｐｓｆの設定のために調整量Ｉ_ｓｏｌｌが相応に変更される。この調整量Ｉ_ｓｏｌｌは例えば油圧媒体の供給によって変速比が変更される電子式油圧制御弁に対する制御電流を表している。
【００１９】
図２にはこの場合のブロック１０２における可能な変速比特性の例が示されている。これに対しては図２中に変速機入力側目標回転数に対する値Ｎ_ｐｓが変速機出力側回転数の実際値Ｎ_ｓｉに関してプロットされている。この図は三次元特性マップであるので、ここでは一例として２つの特性経過３０，３１が示されている。この場合特性経過３０は固定的な小さなアクセルペダル角度αのもとで実現可能である。それに対して特性経過３１は、比較的大きなアクセルペダル角度αのもとでプロットされている。
【００２０】
図３には図２による変速機入力側目標回転数Ｎ_ｐｓの選択結果がブロック３０９において基本関数として示されている。この場合図３には、本発明による下り坂走行機能によるブロック１０２の機能がフローチャートに基づいて示されている。既に前述したように通常の場合では図２に示された基本関数が有効である。スタートステップ３０１の後で、ステップ３０２において、変速機入力側回転数Ｎ_ｐｉ，変速機出力側回転数Ｎ_ｓｉ及びアクセルペダル角度αに対する目下の値がそれぞれ読み込まれる。ステップ３０３において目下の下り坂走行状態の有無が検査される。この下り坂走行状態の識別は、次のようにして行われる。すなわち車両の走行抵抗特性曲線を越えているか否かの検査によって行われる。その他に下り坂走行状態の有無に関する検査として、例えばエンジン回転数と走行速度の関数としての所定のアクセルペダル位置のもとでの走行加速度が、限界値を上回っているか否かの検査を行ってもよい。この場合車両加速度は、変速機出力側回転数から微分によって求めることができる。同様にエンジン回転数も変速機入力側回転数と同等にみなすことができる。ステップ３０３において下り坂走行状態の存在が検出されなかった場合には、前述したブロック３０９において基本関数が維持され続ける。いずれにせよブロック３０３において下り坂走行状態が識別された場合には、ステップ３０４において目下存在している変速機出力側回転数の値Ｎ_ｓｉ（ｔ０）が値Ｎ_ｓｉ１として記憶され、目下存在している変速機入力回転数の値Ｎ_ｐｉ（ｔ０）がＮ_ｐｉ１として記憶される。ステップ３０５では、初期セカンダリ回転数Ｎsi1の関数としてグラジエントＧが選択される。ステップ３０７では初期プライマリ回転数Ｎ_ｐｉ１と、グラジエントＧと、目下のセカンダリ回転数Ｎ_ｓｉ（ステップ３０６）の関数として目標値Ｎ_ｐｓが確定される。この目標値（＝プライマリ回転数）Ｎpsは、図４及び図５に相応して、ステップ３０８にて下り坂走行の終了と基本関数３０９への切換までは実施される。終了ステップ３１０の後では図３に示されたシーケンスが新たに開始される。
【００２１】
図４では変速機入力側回転数が、変速機出力側回転数の実際値Ｎsiに関してプロットされている。下り坂走行状態の検出時点に変速機出力側回転数Ｎsi1が存在する（ステップ３０４）場合には、本実施例に従ってこの時点で測定された変速機入力側回転数の値Ｎ_ｐｉ１がランプないしはグラジエント２１によって高められる。下り坂走行状態の検出時点で例えば変速機出力側回転数のより高い値Ｎ_ｓｉ２が存在する場合には、本実施例によればより僅かなグラジエント（このグラジエントによって所属の変速機入力側回転数Ｎ_ｐｉ２が上昇する；符号２０参照）が選択される。このグラジエントないし上昇特性の、下り坂走行状態検出のもとで生じている変速機出力側回転数への依存性は、ブロック３０７（図３）において関数関係Ｆで特徴づけられる。
【００２２】
すなわち本実施例によれば、下り坂走行状態が検出された場合に、まず変速機出力側回転数が記憶される。車両速度ないしは変速機出力側回転数が下り坂走行期間中に増加した場合には、変速機入力側目標回転数Ｎ_ｐｓは特性曲線２１（図４）に相応して上昇する。変速機入力側回転数ないしはエンジン回転数の上昇に伴って車両エンジンのエンジンブレーキ効果と駆動輪のエンジンブレーキ作用力は、駆動輪に作用するエンジンブレーキ作用力と、走行抵抗と、加速力との和がゼロになるまで増加する。それによりエンジン回転数のおだやかな上昇が達成される。このエンジンブレーキモーメントの上昇によって車両速度は下り坂走行期間中に過度に増加しない。
【００２３】
前述したように本実施例の変化例として、変速機入力側回転数ないしエンジン回転数の上昇特性ないしグラジエントは、下り坂走行状態検出時点の変速機出力側回転数ないし車両長手方向速度に依存する。車両長手方向速度が比較的遅い場合には、前述のようにエンジン回転数が特性曲線２１に相応して急峻に上昇する。それに対して変速機入力側初期回転数が比較的高い場合には、比較的フラットな回転数上昇（例えば特性曲線２０に相応するような）が可能である。
【００２４】
さらに有利な別の実施例では、変速機入力側回転巣の経過が任意の特徴を有し得る。例えば二次方程式又は指数関数の形態の累進的な経過も（これらは図５に特性曲線２２及び２３で示されている）選択可能である。
【００２５】
さらに変速機入力側目標回転数ないしエンジン回転数の上昇を、下り坂走行動作状態の検出時点での変速機入力側回転数ないしエンジン回転数に依存させてもよい。
【００２６】
例えばエンジン回転数と走行速度の関数としてのアクセルペダル位置ないしスロットル弁角度が限界値を超えた場合には、“下り坂走行状態”機能の終了と、それに続く基本関数への移行が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施例のブロック回路図である。
【図２】 基本機能としての変速比調整を示した図である。
【図３】 本発明による手法のフローチャートである。
【図４】 種々の変化例を示した図である。
【図５】 種々の変化例を示した図である。
【符号の説明】
１０１ 変速機
１０２ ブロック
１０３ フィルタリングブロック
１０４ 制御器
１０７ アクセルペダル
１０９ 変速機入力側回転数検出用センサ
１１０ 変速機出力側回転数検出用センサ
Ｎ_ｐｉ 変速機入力側回転数
Ｎ_ｓｉ 変速機出力側回転数
Ｎ_ｐｓ 変速機入力側目標回転数
Ｎ_ｐｓｆ フィルタリングされた変速機入力側目標回転数
Ｉ_ｓｏｌｌ 調整量
α アクセルペダル位置（角度）

Claims (6)

1. 車両エンジンに後置接続され変速比が無段階に調整可能な変速機（１０１）の変速比調整系であって、
   下り坂走行状態が検出され、
   変速比の調整量（Ｉｓｏｌｌ）が、検出された下り坂走行状態に依存して操作される形式の無段変速機の変速比調整系において、
   検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして、変速機入力側回転数又はエンジン回転数を予め設定された形態で所定のグラジエント（Ｇ）を用いて上昇させる変速比調整量（Ｉｓｏｌｌ）の操作手段（１０３，１０４）が設けられており、
   前記グラジエント（Ｇ）は、下り坂走行状態検出の際に生じている変速機入力側回転数又はエンジン回転数で始まり、変速機出力側回転数又は車両長手方向速度の増加に依存した変速機入力側回転数又はエンジン回転数の上昇を示す特性曲線（２０，２１）の経過に相応するものであり、
   さらに前記グラジエント（Ｇ）は、下り坂走行状態の検出時点で生じている変速機入力側回転数又はエンジン回転数若しくは変速機出力側回転数又は車両長手方向速度に依存して設定されるようにしたことを特徴とする、無段変速機の変速比調整系。
2. 前記変速比調整量（Ｉｓｏｌｌ）操作手段の構成において、変速機入力側回転数又はエンジン回転数を表す回転数信号（Ｎｐｉ）を発生するセンサ手段（１０９）が設けられており、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして変速比の調整が、検出された回転数信号（Ｎｐｉ）が予め設定された形態で上昇するように操作される、請求項１記載の無段変速機の変速比調整系。
3. 前記変速比調整量（Ｉｓｏｌｌ）操作手段の構成において、変速機入力側回転数又はエンジン回転数を表す第１の回転数信号（Ｎｐｉ）を生成する第１のセンサ手段（１０９）が設けられており、さらに変速機出力側回転数又は車両長手方向速度を表す第２の回転数信号（Ｎｓｉ）を生成する第２のセンサ手段（１１０）が設けられており、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして、生成された第１の回転数信号（Ｎｐｉ１,Ｎｐｉ２）又は第２の回転数信号（Ｎｓｉ１,Ｎｓｉ２）を検出し、検出された第１の回転数信号（Ｎｐｉ）が、所定の第１の回転数（Ｎｐｉ１,Ｎｐｉ２）又は第２の回転数（Ｎｓｉ１,Ｎｓｉ２）に依存して上昇するように変速比の調整が操作される、請求項１記載の無段変速機の変速比調整系。
4. 下り坂走行状態の検出が、求められた車両長手方向加速度（Ｎｓｉ′）に依存して、又は車両ドライバによって操作されたアクセルペダル（１０７）の検出位置（α）に依存して、又は検出されたスロットル弁角度に依存して行われる、請求項１記載の無段変速機の変速比調整系。
5. 変速機入力側回転数又はエンジン回転数と車両長手方向速度の関数とみなされる、車両ドライバによって操作されたアクセルペダル（１０７）又は検出されたスロットル弁角度の位置信号値のもとで求められた車両長手方向加速度（Ｎｓｉ′）が、所定の限界値を超えた場合に下り坂走行状態が識別される、請求項４記載の無段変速機の変速比調整系。
6. 下り坂走行状態以外での変速比の調整量（Ｉｓｏｌｌ）ないし調整が、少なくとも、検出された変速機出力側回転数（Ｎｓｉ）又は車両長手方向速度、並びに車両ドライバによって操作されたアクセルペダル（１０７）の検出位置（α）又は検出されたスロットル弁角度に依存して、予め設定された基本関数に従って行われ、前記基本関数は、検出された下り坂走行状態に対するリアクションとして、変速機入力側回転数又はエンジン回転数が予め設定された形態で上昇するように変更され、前記調整量（Ｉｓｏｌｌ）は、油圧媒体の供給によって変速比を変更する電子油圧制御弁に対する制御電流の形態で表される、請求項１記載の無段変速機の変速比調整系。

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