(57)【特許請求の範囲】
【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））に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、
変速比の調整を制御するための以下のステップが設けられ、すなわち、
ａ）余剰牽引力が存在するか否かの問合せと、
ｂ）出力制御機構が操作されたか否かの問合せと、
ｃ）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、
ｄ）走行速度（ｖ（ｔ））の実際の変化速度が僅か否かの問合せによって一定の走行特性モード（１）を識別し、ただしこの場合上記全ての問い合わせが肯定的な結果を供給する場合に前記一定の走行特性モード（１）を識別し、
該一定の走行特性モード（１）が識別される限りは、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）に達するまで行い、この場合、
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）を求めるステップと、
実際値駆動回転数（ｎｍｏｔ（ｔ））が目標駆動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）への過渡関数に従って適合化されるように制御されることで変速比（ｉ）の適合化を行うステップとによって、
変速比（３）の適合調整を行うようにしたことを特徴とする、無段変速機の制御方法。
【請求項２】
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）の識別を行う付加的なステップが実施され、この付加的なステップでは、
予め調整された監視期間の間に出力制御機構（ａｌｐｈａ（ｔ））の位置の変化量の絶対値に関する積分値が形成され、限界値と比較され、
予め調整された監視期間の間に走行速度（ｖ（ｔ））の変化量の絶対値に関する積分値が形成され、限界値と比較され、
これら両方の比較で積分値がそれぞれの限界値よりも小さいという結果が出た場合には前記定常的走行特性モード（２）が識別される、請求項１記載の無段変速機の制御方法。
【請求項３】
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又は２記載の無段変速機の制御方法。
【請求項４】
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無段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、牽引力値（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のサブ比較装置と、前記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る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る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発生し、
比較装置のこの信号が発生される限り、前記計算装置は、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）に達するまで実際の変速比（ｉ）を適合調整し、この場合、変速比（ｉ）の調整のための前記計算装置は、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、さらに変速比（ｉ）の適合化のために、実際値駆動回転数（ｎｍｏｔ（ｔ））が目標駆動回転数（ｎ＿ｓｏｌｌ）への過渡関数に従って適合化されるように制御されることを特徴とする、制御装置。
【請求項５】
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、前記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４記載の制御装置。
【請求項６】
走行速度制御装置が設けられている、請求項４又は５項記載の制御装置。
【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、
変速比の調整を制御するための以下のステップが設けられ、すなわち、ａ）余剰牽引力が存在するか否かの問合せと、ｂ）出力制御機構が操作されたか否かの問合せと、ｃ）出力制御機構の位置の実際の変化速度が僅かか否かの問合せと、ｄ）走行速度の実際の変化速度が僅か否かの問合せによって一定の走行特性モードを識別し、ただしこの場合上記全ての問い合わせが肯定的な結果を供給する場合に前記一定の走行特性モードを識別し、該一定の走行特性モードが識別される限りは、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い、この場合、出力制御機構の位置と被駆動回転数に依存して最適燃費の目標駆動回転数を求めるステップと、実際値駆動回転数が目標駆動回転数への過渡関数に従って適合化されるように制御されることで変速比の適合化を行うステップとによって、変速比の適合調整を行うことによって解決される。
【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、牽引力値に対する第１のサブ比較装置と、出力制御機構の位置に対する第２のサブ比較装置と、出力制御機構の位置の変化速度に対する第３のサブ比較装置と、車両速度の変化速度に対する第４のサブ比較装置と、前記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る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る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発生し、比較装置のこの信号が発生される限り、前記計算装置は、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実際の変速比を適合調整し、この場合、変速比の調整のための前記計算装置は、最適燃費の目標駆動回転数を出力制御機構の位置と変速機の被駆動回転数に依存して求め、さらに変速比の適合化のために、実際値駆動回転数が目標駆動回転数への過渡関数に従って適合化されるように制御されることによって解決される。
【０００６】
本発明の手法によれば、まず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補足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。の問合せステップでは、余剰牽引力が存在するか否かが検査される。すなわち車両はいずれにせよその出力能力の限界で駆動されてはならないのである。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。これによってはドライバが内燃機関の出力を制御することができ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。すなわち目下のところ走行速度と出力制御機構の位置の変化の絶対値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。過渡関数の理想的な設計により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の絶対値の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。すなわち冒頭に述べたような車両の燃費も加速能力も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す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補足することができる。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既存の速度制御装置を用いて比較的快適に行われる。
【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】
すなわち、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）と等価である走行速度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）ならびに０〜１までの数値をとる牽引力値ｍｆ１（ｔ１）であり、この牽引力値ｍｆ１（ｔ１）は車両の瞬時の牽引力使用の尺度（走行速度ｖ（ｔ）の変化に対する出力要求すなわちスロットル弁位置ａｌｐｈａ（ｔ））の比）に相応する。この場合値ｍｆ１＝０は、非常に僅かな牽引力使用を表わし、値ｍｆ１＝０．５は出力要求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。最後に、入力回転数ｎｅ（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、機能の形で実行される。この機能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、
−牽引力特性値ｍｆ１が下方の限界値、ここでは０．１よりも下方にあるか否か、
−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近の数秒において非常に小さかったかどうか、ここでは＜２％かどうか、
−走行速度ｖ（ｔ）の変化量の絶対値が最近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かどうか、
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、機能は直ぐに終了する。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数学的な意味においてではなく時間ステップで形成される。これらの時間ステップは機能の２つの呼出しの時間間隔に相応する。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）に対して値＜５％を有しさらに走行速度ｖ（ｔ）に対して値＜３ｋｍ／ｈを有しなければならない。
【００１９】
この条件が欠けている場合には、機能はステップ２の後で直ぐに終了する。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ａｌｐｈａ（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＿ｓｏｌｌ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へと瞬時の変速比を導くことにより変速比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定められている。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、一方でドライバがこの変化に気づいて相応にスロットル弁位置ａｌｐｈａ（ｔ）を後から調整するように大きく定められ、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定められる。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１０Ｕ／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に合わせるべきだからである。
【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に対する過渡経過を決定する。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ｎｍｏｔ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ｂｅの特性曲線である。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ａｌｐｈａ（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元々の走行速度ｖ（ｔ）に再び達するようにスロットル弁位置ａｌｐｈａ（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
【図１】
0004161120.tif 000002
【図２】
0004161120.tif 000003