(57)【要約】電動モータ式のシフトアクチュエータを備えた自動変速装置の同期化動作の最後及び同期位置を認識するための方法において、シフトアクチュエータの回転数を検出し、同期位置並びに同期化動作の最後を、回転数変化によって確定することを特徴としている。
2004518092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ式のシフトアクチュエータを備えた自動変速装置の同期化動作の最後及び同期位置を認識するための方法において、
シフトアクチュエータの回転数を検出し、同期位置並びに同期化動作の最後を、回転数変化によって確定することを特徴とする、自動変速装置の同期化動作の最後及び同期位置を認識するための方法。
【請求項２】
同期位置をシフトアクチュエータの回転数の低下によって確定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
同期位置の最後をシフトアクチュエータの回転数の上昇によって確定する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
自動変速装置の各ギヤ段のための同期化動作の最後及び同期位置を規定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
検出された同期位置をメモリー装置にメモリーし、次のギヤチェンジ動作時にシフトアクチュエータによって同期位置に達するための目標同期位置として、メモリー装置から読み取る、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
メモリーされた同期位置と検出された同期位置とがずれている場合に、メモリーされた同期位置を検出された同期位置によって更新する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
検出された同期位置が、自動変速装置の各ギヤ段のためのメモリーされた同期位置と比較して、ニュートラル位置を基準にして異なる方向に変化する場合に、前記更新を行う、請求項５又は６記載の方法。
【請求項８】
暖機運転された変速装置においてのみ前記更新を行い、この場合、温度を確定するために、変速装置にセンサが設けられており、かつ／又は変速装置の前もって規定された運転時間だけ待機する、請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
メモリーされた同期位置を用いて、シフトアクチュエータを、このシフトアクチュエータが変速装置内におけるシフトエレメントの移動運動の速度を目標同期位置前で低下させるように制御する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
同期位置の変化をニュートラル位置を基準にして確定し、前もって規定された変化閾値を超えた時に、動作メッセージをアウトプットする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を、同期位置を学習するために、及び、エンドポジションに達するまでのシフトアクチュエータの移動時間を短縮するために用いる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、自動変速装置（オートマチックトランスミッション）の同期（シンクロ）動作の最後及び同期位置を認識するための方法に関する。
【０００２】
自動車用の変速装置は多くの実施例のものが公知である。従来では変速装置とは主に、このような変速装置を備えた自動車の運転者が、シフトゲートのセレクト及びシフト動作を手動で行う、マニュアル式の自動変速装置のことであった。このような手動で操作される変速装置の他に、セレクト操作及びセレクトされたギヤ段の切換えが例えばプログラム制御されて、変速装置に設けられたアクチュエータを介して実行される、オートマチック化された自動変速装置も既に公知である。
【０００３】
このようにオートマチック化された変速装置は、運転中に、シンクロ装置の形状の構成部分が通常の摩耗にさらされ、これによって平均的な同期位置のずれが生じることになる。この場合、平均的な同期位置とは、同期化動作の際の位置平均値のことである。何故ならば、シフトスリーブが、シフト動作からシフト動作へと、予測できない程度に異なる深さでシンクロリングに係合するために、シンクロ装置を遮断する位置が、シフト動作からシフト動作へとやや変化するからである。
【０００４】
しかしながら、シフト時間を短縮するために、同期位置はシフトアクチュエータを介して迅速に入れられるべきであり、またシフトアクチュエータは同期化動作終了後にそのエンドポジションに同様に再び迅速に戻るべきであるので、同期位置を正確に認識することは重要である。
【０００５】
シフトアクチュエータが同期位置に達すると、このシフトアクチュエータに抗して、同期化動作に基づいて同期化の遮断作用が働き、それによってアクチュエータの負荷電流が上昇する。同期化の開始をこの負荷電流の上昇を介して検出することは既に公知である。
【０００６】
しかしながら負荷電流の検出は比較的面倒で、高価であり、さらにアクチュエータの連続的な位置検出の枠内でのみ、同期位置の変化の検出に関連した結果が得られる。何故ならばアクチュエータの位置は負荷電流の上昇時に認識しなければならないからである。
【０００７】
そこで本発明の課題は、同期位置の変化及び同期化動作の終わりの変化を安価な形式で検出することができるような方法を提供することである。
【０００８】
この課題は、本発明によれば請求項１に記載した特徴によって解決された。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明によれば、電動モータ式のシフトアクチュエータを備えた自動変速装置の同期化動作の最後及び同期位置を認識するための方法が提供されており、この方法によれば、シフトアクチュエータの回転数が検出され、同期位置並びに同期化動作の最後が、回転数の変化によって確定されるようになっている。
【００１０】
シフトアクチュエータの回転数を時間に関連して検出することによって、シフトアクチュエータが移動する行程が直ちに規定されるので、このような形式で、シフトアクチュエータの位置を連続的に検出することなしに、同期位置を検出することができる。この同期位置は、シフトアクチュエータが所定の時間内で所定の閾値抵抗変化を受けると得られる。
【００１１】
この場合回転数は、アクチュエータ軸の回転毎に所定数のパルスを生ぜしめるセンサによって検出される。パルス周波数及び／又は時間的なパルス間隔を測定することによって回転数が検出される。パルスを加算することによって、幾何学的な間隔を検出することも可能である。
【００１２】
本発明に従ってシフトアクチュエータの回転数が所定の時間内で明らかに低下したことが確認されると、同期位置が得られたことが分かる。
【００１３】
同期化動作中にシンクロ装置は、シフトアクチュエータがそれ以上移動するのを阻止する遮断作用を与える。この遮断作用は、同期化動作の終了後に解除され、それによってシフトアクチュエータの回転数が増大する。
【００１４】
自動変速装置の摩耗特性はシフト特性の固有の変化も生ぜしめるので、本発明によれば、自動変速装置の各ギヤ段のための同期化動作の最後及び同期位置が自主的に確定されるようになっている。
【００１５】
従って本発明の方法によれば、同期位置の固有の変化が検出され、同期化動作のそれぞれ固有の最後を確定することができる。
【００１６】
運転中における自動変速装置の各ギヤ段の同期位置の変化は、同期位置が検出され、この同期位置が、各ギヤ段の次のシフトチェンジ過程における予測された目標同期位置として、シフトアクチュエータの制御のために使用される。同様に、シフトアクチュエータの回転数を連続的に監視することによって、同期化動作が終了されたかどうかを突き止めることができる。これは例えば時間に関連した、シフトアクチュエータの回転数の放物線状の又は一般的な漸進的な上昇を介して突き止めることができる。
【００１７】
従ってこのような形式で、一方では、変速装置のニュートラル位置に向かう方向での同期位置の変化を、又はニュートラル位置から離れる方向での同期位置の変化を突き止めることができ、他方では同期化動作の時間の変化を突き止めることもできるので、例えば同期化動作の終了前にシフトアクチュエータへの給電を増大させることによって、シフトアクチュエータは僅かに加速されるだけであり、ひいてはシフトアクチュエータの回転数が変化せしめられ、従って同期化動作はまだ終了していないことが分かる。このような認識は、次のギヤチェンジ動作及びそれに応じた同期化において、シフトアクチュエータの給電の増大の開始を相応に遅らせて、シフトの融通性を維持するために利用される。
【００１８】
逆の結論で同期化の最後が確認されると、それ以上遅らせることなしに、シフトアクチュエータのための負荷電流が相応の高められるので、入れようとするギヤ段に導くための走行経路上で、シフトアクチュエータのエンドポジションが迅速に得られ、これによってエンドポジションに達するためのシフトアクチュエータの走行時間の短縮、及びひいてはシフト時間の短縮が得られる。
【００１９】
この場合、本発明によれば、検出された同期位置がメモリー装置にメモリーされ、このメモリーされた同期位置が、次のギヤチェンジ過程時にシフトアクチュエータによって同期位置に達するための目標同期位置として、メモリー装置から読み取られる。このために、一時的な（ｆｌｕｅｃｈｔｉｇ）メモリーを設けることができる。このメモリー内に変速装置の運転時に同期位置が書き込まれる。自動変速装置を備えた自動車の停止時においてこの自動車固有の最後の同期位置が、自動車の次の走行運転時に得られるようにするために、この値は、自動車の停止後に例えば点火信号を介して制御されて、一時的でないメモリーに書き込まれ、このメモリーから、自動車の次の運転時に再び読み取られて、一時的なメモリーに書き込まれる。
【００２０】
メモリーされた同期位置が、検出された同期位置と異なっている場合には、メモリーされた同期位置は、走行に伴って検出された同期位置によって更新され、それによって同期位置の変化が、変速装置のシフト特性の変化を生ぜしめることはない。
【００２１】
本発明によれば、検出された同期位置が、自動変速装置の各ギヤ段のためのメモリーされた同期位置と比較して、ニュートラル位置を基準として種々異なる方向で変化すると、更新が行われるようになっている。言い換えれば、第１のギヤ段の検出された同期位置がニュートラル位置に向かって変化して、例えば第３のギヤ段の検出された同期位置がニュートラル位置から離れる方向に変化する時に、更新が行われる。すべてのギヤ段の固有の同期位置が同じ方向に変化する場合には、シフトパターンが全体的にずれていて、従って各ギヤ段の同期位置に関する学習は必要がないことを前提とすることができる。
【００２２】
この場合、本発明の方法の別の実施態様によれば、更新は暖機運転時の変速装置においてのみ行われ、温度を確定するために変速装置にセンサが設けられており、かつ／又は変速装置の前もって規定された運転時間が待機されるようになっている。これによって、自動変速装置の殆ど同じではない運転パラメータ（例えば変速装置内のオイルの粘性）によって学習の誤りが生じ得ることが考慮されるが、これは、前記形式によって避けられる。
【００２３】
メモリーされた同期位置は、シフトアクチュエータを、これが変速装置内でのシフトエレメントの移動運動速度を目標同期の前で減速させるように制御するために用いられる。これによって、シフトアクチュエータ及びシフトエレメントの高い機械的な負荷が避けられる。
【００２４】
本発明の方法によれば、ニュートラル位置に関連した同期位置の変化が確定され、前もって規定された変化閾値を超えた時に、動作メッセージが発信されるようになっている。これは例えば自動車の故障メモリーに相応に書き込まれ、それによって自動車の次のサービス工場入庫の際に適当な修正が施され、例えば変速装置内の摩耗したシンクロリングを交換することができる。
【００２５】
次に本発明を図面を用いて詳しく説明する。
【００２６】
図１は、変速装置が同期化されている時に１つのギヤ段に入れる際のシフトアクチュエータの位置を示したグラフ、
図２は、同期位置のずれの確認を説明するための図、
図３は、シフトパターンのずれを説明するための図、
図４は、同期位置の意味を説明するための図、
図１では、特性曲線１，２は、同期位置が「ニュートラル位置に遠い」位置にある場合のシフト動作を示し、特性曲線３，４は、同期位置が「ニュートラル位置に近い」位置にある場合のシフト動作を示している。「ニュートラル位置に遠い」とは、制御によって確定された同期位置がニュートラル位置から離れているということを意味しており、従って「ニュートラル位置に近い」とは、確定された位置がニュートラル位置に向かって変化したことを意味している。
【００２７】
図面で分かるように、シフトアクチュエータは、所定の時間に亘ってまず直線的に移動し、次いで制動されて同期位置又は同期化に向かって移動する。この同期位置又は同期化は、同期過程中にそれ以上の移動運動に抗する遮断作用を有している。つまり、シフトアクチュエータは、制動されて、時点Ａでほぼ停止するが、時点Ｂからシフトアクチュエータを加速させ、ひいては回転数を高める力をさらに加えるようになっている。
【００２８】
符号１で記された特性曲線で示されているように、放物線状の曲線が高い加速度を表し、これに対して特性曲線２は、低い加速度を表している。何故ならばシフトアクチュエータの制御された加速の開始は特性曲線２に従って早期に選択され、従って同期化の遮断作用がまだ存在しているので、低い加速度が調節されるからである。従ってシフトアクチュエータの回転数を監視することによって、次のシフト動作において特性曲線１に従った経過が得られ、この経過において、同期化の遮断作用が省かれた場合に、制御された加速が遅れて実施される。これによって全体的により迅速なシフト動作が得られる。何故ならば、シフトアクチュエータは同期化がまだ遮断されている状態において同期化に抗する作用を行わないので、加速度はより大きく、シフトアクチュエータ及び同期化の機械的な負荷が減少するからである。
【００２９】
図１に示した特性曲線３及び４は、同期位置がニュートラル位置のより近くに存在している場合と同じ状態を示している。同期化動作の最後を検出することによって、同期位置がニュートラル位置のより近くに存在している場合でも、特性曲線３で表されたシフトアクチュエータの位置変化及びひいてはシフト時間の短縮が得られる。これと比較して、特性曲線４は、分かりやすくするために、シフトアクチュエータのエンドポジションつまり「ギヤが入れられた」位置に達するまでの時間が相応に延長されている、同期化動作の早期の終了を表している。
【００３０】
図２は、同期位置の変化を表す２つの例を示している。
【００３１】
例１においては、実際の同期位置（ＳＴ）は、制御によって用いられた又は予測された同期位置（ＳＶ）よりも、ニュートラル位置から離れた位置にある。このことから、停止位置（ＳＳ）は使用された同期位置ＳＶの上側で確定されたことが推論される。この停止位置（ＳＳ）は、図１に図示されていて、制動後のシフトアクチュエータの位置に相当し（水平な特性曲線）、同期動作中を示している。
【００３２】
同期動作終了後に、高い加速度（Ａ＞）が確定される。これは図１の急勾配の位置放物線に相当するので、学習、つまり制御によって使用された予測された同期位置（ＳＶ）の修正が有効である。このようにして検出された同期位置は、新たな同期位置として制御メモリーに書き込まれる。
【００３３】
図２は、実際の同期位置（ＳＴ）が、予測された同期位置（ＳＶ）よりも、ニュートラルの近くに位置していることを示している。より低い加速度（Ａ＜）が生ぜしめられている。予測された同期位置（ＳＶ）は停止位置（ＳＳ）及び実際の同期位置（ＳＴ）の上にあり、アクチュエータはまだ同期化の遮断作用に抗して作用している。この場合、ニュートラルに向かう方向の学習が有効である。
【００３４】
図３は、シフトパターンのずれを説明するための図を示している。ニュートラル位置を基準にして、各前進ギヤ段において、同期位置が同じ方向に変化しており、これは上方の矢印で示されている。従って、シフトパターンが全体的にずれていて、ひいては制御による学習は必要ない。
【００３５】
図４は、同期位置の意味を説明するための図である。制御によって、予測された同期位置ＳＶが、シフトアクチュエータを停止状態ＳＳに達する前に制動するために使用される。これによって、停止位置が可能な限り早期に得られてギヤチェンジ動作のための時間が短縮され、この場合、シフトアクチュエータが高い速度同期位置内に侵入することはない。何故ならば、同期化の遮断作用に基づいて、シフトアクチュエータの「跳ね返り」が生じるからである。
【００３６】
制御によって使用された、予測された同期位置ＳＶがニュートラル位置から遠い位置に位置すると、制動は行われず、シフトアクチュエータは、同期化によって生ぜしめられた力を直接受容しなければならない。これによって、前記跳ね返りが生じる。ニュートラルに近い、予測された同期位置ＳＶにおいて、シフトアクチュエータの早期の制動が行われる。これによって停止状態ＳＳにゆっくりと進む。ギヤチェンジ動作時の動力伝達遮断の時間は長くなり、これによって快適なシフト動作が得られる。正確に予測された（前記シフト動作の際の学習に基づいて）同期位置ＳＶにおいて、一方ではシフトアクチュエータの高い機械負荷が、また他方ではギヤチェンジ動作のための短い時間及びひいては短い動力伝達の遮断時間が得られる。
【００３７】
上記本発明の詳しく説明していない各特徴については、請求項を参照されたい。
【００３８】
本発明に記載された請求項は、偏見なしで広範囲の特許保護を得るための実施態様の提案である。本特許出願人は、以上の説明及び／又は図面に開示した以外の、更に別の特徴の組み合わせを請求する権利を留保する。
【００３９】
従属請求項で用いられた引用関係は、それぞれの従属請求項の特徴によって特定請求項のその他の構成を示すものであって、引用された複数の従属請求項の特徴の組み合わせのための独立した具体的な保護を得ることを放棄したものではない。
【００４０】
従属請求項の対象は、従来技術を考慮して優先権主張日において固有の独立した発明を形成しているので、本特許出願人は、従属請求項を、独立した請求項とするか、又は分割する権利を留保する。また従属請求項は、先行する従属請求項の対象から独立した構成を有する独立した発明を有することもできる。
【００４１】
実施例は、本発明をこれに限定するものではない。むしろ、開示された枠内で多くの変化実施例及び変更が可能であって、特に次のような変化例、部材及び組み合わせ及び／又は材料が可能である。つまり、一般的な説明及び実施例並びに請求項に関連して説明され、図面に示された個別の特徴若しくは部材又は方法段階の組み合わせ及び変化例によって、課題を解決するための手段を考慮して当業者が考え出すことができ、また組み合わせ可能な特徴によって１つの新たな対象又は１つの新たな方法段階若しくは方法の連続を考え出すことができる変化例、部材及び組み合わせ及び／又は材料が可能である。また本発明は、製造方法、検査方法及び作業方法にも関するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
変速装置が同期化されている時に１つのギヤ段に入れる際のシフトアクチュエータの位置を示した線図である。
【図２】
同期位置のずれの確認を説明するための概略図である。
【図３】
シフトパターンのずれを説明するための概略図である。
【図４】
同期位置の意味を説明するための概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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