可変の無段階変速比を備えた伝動装置の変速比の制御のための方法及び装置

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【発明の名称】	可変の無段階変速比を備えた伝動装置の変速比の制御のための方法及び装置
【発明者】	【氏名】ミヒャエルロイシェル【氏名】トーマスプフント【氏名】トーマスエンドラー
【要約】	【課題】長期の作動期間に亘って伝動装置ないし変速装置の高い機能性が保証されるように改善を行うこと。【解決手段】予制御量が、伝動装置の少なくとも２つの作動パラメータに依存しており、さらに伝動装置の作動継続期間中の作動パラメータと伝動装置調整量との間の対応付けにおいて現れる変化の考慮のために実際化されるようにする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】可変の無段階変速比を備えた、例えば自動車用の伝動装置の変速比を制御するための方法であって、伝動装置の変速比を設定する調整量がドライブトレーンの作動パラメータに依存して変更され、前記調整量は、予制御量と制御量とからなり、該制御量は、伝動装置の実際値変速比と目標変速比の比較から導出される形式のものにおいて、前記予制御量が、伝動装置の少なくとも２つの作動パラメータに依存しており、さらに伝動装置の作動継続期間中の作動パラメータと伝動装置調整量との間の対応付けにおいて現れる変化の考慮のために実際化されることを特徴とする方法。
【請求項２】前記予制御量は、駆動トルクと伝動装置の変速比に依存している、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記予制御量は、伝動装置の回転数に依存している、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】前記調整量の変化速度を検出する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】前記予制御量の変化が所定の限界値を上回った場合には、表示が行われる、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】前記伝動装置の開ループ/閉ループ制御アルゴリズムが、予制御特性マップの変化に依存して変更される、請求項１から５いずれか１項記載の補法。
【請求項７】調整量の変更の際に伝動装置の特性における変化が検出される、請求項１から６いずれか１項記載の装置。
【請求項８】可変の無段階変速比を備えた、例えば自動車用の伝動装置の変速比を制御するための装置であって、伝動装置の作動パラメータを検出するセンサと、マイクロプロセッサ及びメモリ装置を備えた電子制御機器と、伝動装置の調整用の調整装置とを含み、前記電子制御機器には、作動パラメータに対応付けられた複数の目標変速比が記憶されており、さらに前記制御機器は、作動パラメータの少なくとも１つに依存して予制御量を定める予制御装置と、閉ループ制御装置とを有しており、該閉ループ制御装置は伝動装置の実際値変速比を目標変速比と比較し、その結果から制御量を導出しており、前記調整装置には、予制御量と制御量とが調整量として供給され、それによって実際値変速比と目標変速比との一致がもたらされる形式のものにおいて、予制御装置の予制御量が、伝動装置の少なくとも２つの作動パラメータに依存して記憶されており、さらに、制御量が少なくともほぼゼロになった時に実際値変速比と目標変速比が一致するように予制御量を変更する、適合化装置が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項９】予制御量の変更に依存して所定の機能をトリガする監視装置が設けられている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】前記監視装置は、伝動装置の変速比の変化を、調整量の変更に依存して検出し、この変更の変化に依存して所定の機能をトリガする、請求項９記載の装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変の無段階変速比を備えた、例えば自動車用の伝動装置の変速比を制御するための方法であって、伝動装置の変速比を設定する調整量がドライブトレーンの作動パラメータに依存して変更され、前記調整量は、予制御量と制御量とからなり、該制御量は、伝動装置の実際値変速比と目標変速比の比較から導出される、可変の無段階変速比を備えた伝動装置の変速比の制御のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】無段階伝動装置、例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE 19 546 294 A1 明細書に記載されているような無段階変速機は、図４に示されている。そのような全体を符号２で示されている円心プーリ式変速機は、駆動側プーリ３と被駆動側プーリ４を有している。各プーリは、軸方向に可動なブーリ部分と軸方向に固定のプーリ部分とを有している。この２つのプーリの間には、トルク伝達のためにチェーン５形状の巻き付き手段が設けられている。
【０００３】駆動側プーリ３は、ピストン/シリンダユニット６を用いて軸方向でチェーン５に押し付けられ、被駆動側プーリ４は、ピストン/シリンダユニット７を介して軸方向でチェーン５に対して押し付けられている。
【０００４】前記ピストン/シリンダユニット６，７に平行してさらにそれぞれ１つのさらなるピストン/シリンダユニット９，１０が設けられており、これらは変速機（伝動装置）の変速比変更のために用いられる。このピストン９，１０の圧力チャンバは、所要の変速比に応じて交互に圧力媒体の充填・排出が可能である。それに対しては管路１１，１２が、必要に応じて制御バルブ１３を用いて、ポンプ１４によって構成された圧力媒体源に接続されたり、戻し管路１５に接続されたりする。
【０００５】ピストン/シリンダユニット６，７内でのトルクに依存した圧力の形成のために、トルク案内部１６が設けられており、このトルク案内部は、エンジン（例えば自動車の駆動モータ）によって駆動されるドライブシャフトＡと介在接続されたクラッチ１７を介して導入されるトルクの少なくとも一部を円心プーリ３に伝達する。
【０００６】クラッチユニット１７は、始動クラッチ１８と、場合によっては中間シャフトＢの回転方向を変更させる逆回転ユニット９を含んでいる。
【０００７】前記ユニット１８と１９は、液圧によって操作され、切換バルブ２２を用いて操作可能である。この切換バルブ２２には制御バルブ２３が設けられている。これらのバルブ１３，２２，２３は、制御機器２４によって操作され、その入力側２５には駆動モータ及び/又は伝動装置の作動パラメータが供給される。これらの作動パラメータの検出に必要なセンサは、図４には特に示されていない。
【０００８】制御機器２４を介した制御バルブ１３の起動制御を用いた伝動装置２の変速比の調整は、通常は制御と予制御の組合わせによって行われる。予制御は、例えば入力軸ないしドライブシャフトＡに作用するエンジントルクを考慮するものである。このトルクに依存して制御機器２４のメモリ内には予制御値がファイルされ、それらに応じて制御バルブ１３が、変速機変速比のプリセッティングのために起動制御される。制御機器２４内には、さらに閉ループ制御装置が設けられており、この閉ループ制御装置は、作動パラメータに依存して記憶されている変速比の目標値をそのつどの実際値と比較し、この比較結果から次のような制御量を形成する。すなわち前記予制御量に加算され、実際値変速比が記憶されている目標変速比に相応するように作用する制御量が形成される。
【０００９】伝動装置の投入期間中に摩耗を引き起こす変化、又は伝動装置への悪影響に帰する変化が生じ得る。さらに一般的には１つの型式の変速機に対しては、一度だけ検査台で求められた固定のパラメータセットが利用され、これが予制御量をエンジントルクに依存して確定する。このことは、変速機の作動期間、摩耗状態に応じて制御器に様々な要求を課することにつながる。このことは制御精度や変速機の作動特性に悪影響を与える。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に自動車用の可変の無段階変速比を備えた伝動装置の変速比の制御のための方法及び装置において、長期の作動期間に亘って伝動装置ないし変速装置の高い機能性が保証されるように改善を行うことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明により、予制御量が、伝動装置の少なくとも２つの作動パラメータに依存しており、さらに伝動装置の作動継続期間中の作動パラメータと伝動装置調整量との間の対応付けにおいて現れる変化の考慮のために実際化されるようにして解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】予制御量を伝動装置の少なくとも２つの作動パラメータに依存して求めて記憶することにより、予制御の品質が高められ、これによって制御器が迅速かつ正確に動作可能となる。この予制御量の実際化により、伝動装置の摩耗の原因となる変化の適合化や、種々異なる伝動装置への適合化が行われる。これらの適合化は制御品質を高めることにつながる。
【００１３】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ている。
【００１４】
【実施例】次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００１５】図１によれば、予制御装置４０は、ドライブシャフトＡ（図４）に作用する駆動トルクを検出するトルクセンサ４２と、ドライブシャフトＡの回転数Ｕ１を検出する回転数センサ４４と、出力軸（図４のプーリ４）の回転数Ｕ２を検出する回転数センサ４６に接続されている。トルクセンサ４２は、回転トルクセンサ１６（図４）から直接信号をピックアップしてもよいし、あるいは伝動装置が例えば回転トルクセンサを何も有していなくてもよいし、あるいは各プーリ毎に１つの圧力チャンバのみで作動するか、公知の形式で構成された唯一の回転トルクセンサであってもよい。
【００１６】閉ループ制御装置５０は、目標値発生器５２と実際値発生器５４に接続されている。目標値発生器５２は、伝動装置の作動パラメータ（例えばエンジントルクや出力軸回転数）に依存して記憶された変速比の目標値を含んでいる。実際値発生器５４は、伝動装置の目下の変速比を検出する（例えばセンサ４４と４６の評価によって）。
【００１７】伝動装置２の変速比は、制御バルブ１３（図４）を用いて変更される。この制御バルブには電流制御器５６から制御電流が供給される。予制御装置４０は、加算段５８の入力側の１つに接続され、閉ループ制御装置５０の出力側は、加算段５８の別の入力側に接続されている。この加算段５８の出力側は、電流制御器５６の入力側に接続されており、この電流制御器５６は制御バルブ１３に接続されている。
【００１８】次に前述した装置の機能を説明する。
【００１９】予制御装置４０では予制御値が、エンジントルク、伝動装置の変速比、ドライブシャフト回転数などに依存して、特性マップ（これは例えば検査台で取り入れられる）の形態で記憶されている。これらの予制御値は、次のように選択される。すなわち伝動装置２の変速比が、予制御値だけによって（閉ループ制御装置の出力信号＝０）制御される場合に十分に目標値特性マップに相応するように選択される。これは目標値発生器５２においてドライブトレーンの作動パラメータ（例えばドライブシャフト回転数、伝動装置の出力軸回転数）に依存して記憶されている。伝動装置の物理的な特性がパラメトリックな式によってより良好に記録され得るものならば、予制御特性マップの基準箇所の数も少なくできる。
【００２０】伝動装置の作動特性は、摩耗のために温度によって変化するので、予制御装置４０に対して付加的に閉ループ制御装置５０が設けられている。この閉ループ制御装置５０は、実際値発生器５４から供給される伝動装置の実際値変速比を、目標値発生器５２から供給される目標変速比と比較し、制御特性（Ｐ－制御器、ＰＩ－制御器、ＰＩＤ－制御器など）に応じて制御量を形成する。この制御量は、加算段５８において予制御装置４０から供給される予制御量に加算され、これらが一緒にされて調整量として電流制御器５６に供給される。この電流制御器５６は、自身に供給された調整量に相応する“調整電流”を制御バルブ１３に供給し、該制御バルブはこれを圧力差に変換する。これにより伝動装置２の変速比が、目標値発生器５２に記憶されている所定の目標値に設定される。
【００２１】予制御装置４０に記憶されている予制御特性マップに対して、最も異なる作動パラメータが適用され得ることが予想できる（例えばエンジントルクと変速比、又はエンジントルクとエンジン回転数など）。その他にも２つ以上の作動パラメータが考慮可能である（例えば温度の付加的な考慮など）。
【００２２】例えば１つの例として、以下に記載するような特性マップポイントが予制御特性マップに取り入れられるものとする。
【００２３】以下のテーブル１では、符号Ｍはエンジントルクを指し、Ｕは変速機の変速比を指す。表内にプロットされている電流値は、予制御値である。
【００２４】
【表１】

【００２５】当該装置を装備した車両は、例えば負荷状態Ｍ＝６０Ｎｍ、変速比Ｕ＝３にあるものとする。
【００２６】このテーブルによれば、相応のソフトウエアによる補間によって前記負荷ポイントに対し、予制御電流３６５ｍＡが与えられる。
【００２７】しかしながら実際には制御バルブ１３に電流制御器から供給される制御電流は３５０ｍＡである。
【００２８】前述した特性が車両のほぼ定常的な運転状態において生じている場合には、このことは次のようなことを示唆している。すなわち伝動装置もしくはドライブとレーン全体の作動特性が、予制御特性マップの初期の算出値に対して検査状態に変更していることを示唆する。なぜなら閉ループ制御装置５０の負担を軽減する予制御電流が１５ｍＡほど高いからである。予制御装置４０に記憶されている予制御特性マップは、適切なソフトウエアによって次のように適合化され得る。すなわち前述した負荷状態のもとで、閉ループ制御装置５０が付加的な制御量を生成することなく予制御量によって目標変速比が直接設定されるように適合化される。
【００２９】この予制御量のみによって目標変速比を設定する適合化ないし補正特性マップは、以下の通りである。
【００３０】
【表２】

【００３１】このようにして予制御特性マップは、運転の経過中に現れる摩耗やそのような影響の起因となる変化に適合化を施し、それによって予制御量の品質が保たれ、調整制御の品質が向上される。
【００３２】図２には、簡単な適合化ルーチンのフローチャートが示されている。
【００３３】プログラムステップａでは、負荷調整部材、例えばスロットル弁の調整量αが所定の閾値Ｓ₁に相応するものよりも時間的に僅かに変動しているか否かが検査される。変動していない場合には、当該適合化ルーチンがステップｂにて終了される。変動している場合には、これが負荷調整部材の十分に定常的な調整量として評価され、当該プログラムがステップｃにジャンプされる。このステップｃでは、出力軸回転数Ｎ₂が所定の閾値Ｓ₂に相応するものよりも時間的に僅かに変動しているか否かが検査される。変動していない場合には、これが非定常的な状態として評価され、当該適合化ルーチンが終了（ステップｂ）までジャンプされる。ほぼ定常的な作動状態が存在する場合には、ステップｄにおいて予制御装置４０に記憶されている予制御値ＶＳが制御量だけ変更される。それにより新たな予制御値として値ＶＳ₂が記憶される。これは所定の目標変速比を設定するために目下必要な調整量に相応する。ステップｅでは、予制御値の変化ΔＶＳが閾値Ｓ₃を越えているか否かが検査される。これは例えば負荷調整部材の調整量αと出力軸回転数Ｎ₂に依存して特性マップに記憶されている。ステップｅにて閾値Ｓ₃を越えている場合には、これは伝動装置の作動状態に対する臨界的なものと見なされ、ステップｆにおいて表示が行われる。これにより当該伝動装置ないしドライブとレーンの監視が実現される。
【００３４】前述したような適合化は、そのつど有利には伝動装置ないしドライブトレーンの定常的またはほぼ定常的な作動状態において実施される。相応のドライブトレーンの算術的モデルのもとでは、１つの適合化が非定常的な作動状態においても実施可能である。
【００３５】図３には、図１による装置のさらなる改善例が示されており、この場合、機能的に同じ構成群には図１と同じ参照番号が付されている。制御機器２４は、波線で示されており、以下に述べる機能ブロックを含んでいる。
【００３６】－商形成器６０，この商形成器では伝動装置（変速機）の入力側回転数と出力側回転数（それらは入力側２５を介して供給される）から、その変速比が算出される－予制御特性マップメモリを備えた予制御装置４０、ここには伝動装置変速比と、さらなる入力側を介して供給されるエンジントルクに依存して、予制御量が記憶されており、これは、－加算段５８に供給される－閉ループ制御装置５０，これは実際値変速比と目標変速比並びに場合によってはエンジントルクとの間の偏差から影響される制御量を加算段５８に供給する。
【００３７】－適合化装置６２、この装置は複数の入力側６４を有しており、これらの入力側を介して変速機の駆動側回転数及び出力側回転数、エンジンから発せられる回転トルク、及び時間が供給される。この適合化装置は、線路６６を介して閉ループ制御装置に接続されている－監視装置、この監視装置はは、比較装置６８，予制御基準メモリ７０、診断装置７２，診断メモリ７４を含んでおり、この場合診断装置７２は線路７５を介して適合化装置６２に接続されている。
【００３８】図には示されていないが、マイクロプロセッサが設けられており、これは当該電子制御機器２４の個々の構成要素の作動を制御している。その他にもさらにドライバ情報装置７６が設けられている。
【００３９】前述した装置の機能、ないし伝動装置の変速比の設定ないし閉ループ制御は、予制御装置４０と閉ループ制御装置５０の共働のもとで前述したように行われる。
【００４０】すでに前述した予制御特性マップの適合化に対しては、適合化装置６２が設けられており、ここにおいては当該伝動装置の寿命に亘って、閉ループ制御装置５０の目下の初期量、ドライブトレーンの作動パラメータ（特にエンジン）を用いて、そのつどの予制御装置にファイルされた有効な予制御特性マップが、寿命期間中に生じ得る例えば経年劣化、摩耗、周辺環境条件などに起因する変化に適合化される。この適合化装置６２には、適合化アルゴリズムが所属のパラメータと共に記憶されており、これによって予制御特性マップの実際化の時期と形態が定められ、作動経過中に生じる変化への適合化がなされる。このような予制御特性マップの絶え間ない実際化が良好な制御品質を保証する。
【００４１】比較装置６８によって、そのつど実際化される予制御装置内の有効な予制御特性マップが基準予制御特性マップと比較される。これは例えば変速機の運転開始の際に受け入れられる。この比較の結果は、診断装置７２に供給される。この診断装置７２には複数のアルゴリズムないしプログラム並びにパラメータがファイルされており、これらを用いて予制御特性マップの適合化の際に例えば所定の限界値を上回っているか否かが検査され、さらに例えば診断メモリ７４において限界値の上周りが記憶され、及び/または表示装置７６がアクティブにされる。さらに伝動装置（変速機）の機能性も変更可能である。例えばプーリの所定の領域において不所望な摩耗が検出された場合には、所定の目標変速比がもはや閉ループ制御されなかったり、スリップが検出された場合には回転トルクに依存するプーリーの押圧力が変更される。そのために当該診断装置７２は、線路７５を介して適合化装置６２に接続されている。
【００４２】前述した装置の機能性は、多様な方式で実施可能である。
【００４３】例えば変速機の変速比の変更は、調整量の変化に依存して検出可能であり、事前に記憶された値と比較されてもよい。この場合は、依存性の変化が診断される。予め定められた限界値の上回りは、そのつどの摩耗限界として評価されてもよいし、他のエラー（例えばプーリのトルク依存性の基本押圧力におけるエラー）によって診断不能である場合には表示されてもよい。
【００４４】予制御特性マップの変更は、変速機の作動期間に依存して、あるいは駆動出力に依存して監視されてもよい。この変更速度が所定の値を超えた場合には、これが変速機の摩耗限界として評価され得る。
【００４５】摩耗により巻き付き手段の臨界的走行半径(Laufradien)が識別され、相応に回避され得る。それにより調整変動や、早期故障、快適性の大幅な減少などが防止される。
【００４６】評価基準として用いられ得るものは以下の通りである。
【００４７】－変速比及び/又は回転トルク及び/又は回転数に依存した予制御値の絶対量、この場合限界値特性マップが設けられてもよい－１つ又は複数の変更インデックスの算出、この変更は、特性マップ基準点において評価されたり、１つ又は複数の変更インデックスにおいて統合される。１つ又は複数の限界値との比較から手段が導出され得る－所定の摩耗状態からの摩耗速度の一般的に急激な加速（硬質層の損傷などによる）、このような臨界的状態は変化速度の監視によって識別できる－所望の変速比に応じて巻き付き手段が、表面の損なわれるないし摩耗される走行半径に維持されるべき場合には、システムの摩耗していない状態に比べて著しく変化した変動特性が生じる。それにより、そのつどの摩耗が正確に局所化され得る。
【００４８】これらの診断結果は、そのつど表示装置７６を介して直接通知されてもよいし、及び/又は診断メモリ７４にファイルされてもよい。それにより適切なインターフェースを介してさらなる処理、例えばメンテナンス、修理、及び/又は品質コントロールの目的に用いることができる。
【００４９】前述した装置は、多種多様な方式で、アルゴリズムや適合化に関してのみならず、診断や監視に関しても変更が可能なものである。また図中の個々の機能ブロックは、ハードウエア的に相互に分離させることも可能であるし、あるいは多かれ少なかれ大規模な範疇においてソフトウエアによって実現されてもよい。
【００５０】本願に記載された特許請求の範囲は、継続的な特許権保護を獲得するための先例のない新規な定義の提案である。出願人はさらにこれまでに明細書中に記載された内容および／または図面に開示された特徴のみの請求を留保する。
【００５１】従属請求項の適用においてはそれぞれの従属請求項の特徴によって本発明のさらなる別の構成例が示唆されている。しかしながらこれらは従属請求項の特徴ないしその組み合わせに対する独立的な対象保護の獲得の放棄を意味するものではない。
【００５２】従属請求項の対象は、従来技術に関しその優先日において固有の独立した発明を構成し得るものであるから、出願人は独立請求項の対象のみの請求又は分割の表明を留保する。これらの従属請求項の対象も、先行する従属請求項の対象に依存しない構成を有した独立的発明をなすものである。
【００５３】本発明は、当明細書に記載された実施例にのみ限定されるものでもない。それどころかこの発明の枠内では多くの変更や修正が可能である。特にそのような変形例では、要素や組合せおよび／または材料の変更や修正が可能である。たとえば一般的な明細書での実施形態ならびに請求項に記載されたもの、図面に含まれている要素や特徴またはステップ等に関連した変形例、あるいは新たな対象または新たなステップとの特徴の組み合わせによる変形例、その他にも製造手法、検査手法、処理手法等に関連させた変形例も可能である。

【出願人】	【識別番号】３９０００９０７０【氏名又は名称】ルークラメレンウントクツプルングスバウゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング【氏名又は名称原語表記】ＬＵＫＬＡＭＥＬＬＥＮＵＮＤＫＵＰＰＬＵＮＧＳＢＡＵＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴＭＩＴＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲＨＡＦＴＵＮＧ
【出願日】	平成１２年８月２日（２０００．８．２）
【代理人】	【識別番号】１０００６１８１５【弁理士】【氏名又は名称】矢野敏雄（外４名）
【公開番号】	特開２００１－６５６８３（Ｐ２００１－６５６８３Ａ）
【公開日】	平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【出願番号】	特願２０００－２３４４２３（Ｐ２０００－２３４４２３）