JP2001501289A

JP2001501289A - クラッチ

Info

Publication number: JP2001501289A
Application number: JP10528534A
Authority: JP
Inventors: ジョーンズ，チャールズ，ジョン; マーティン，ポール，グラハム
Original assignee: ルークリーミントンリミテッド
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2001-01-30
Also published as: GB9626527D0; KR100572261B1; EP0883509A1; GB2324584B; DE69711170T2; WO1998028162A1; AU5329898A; DE69711170D1; US6086514A; EP0883509B1; GB9816927D0; KR19990087062A; GB2324584A

Abstract

(57)【要約】多段変速機（12）を介してエンジン（10）により車両を駆動する、駆動盤（40）を有する車両クラッチ（14）のキスポイントをクラッチ再係合操作に際して決定する方法である。クラッチは、電子制御手段（36）の制御の下にクラッチ作動機構（20,22）を介して運転され、この電子制御手段は次のステップを含む方法を利用する：エンジンのスロットル（18）が閉じていること及び車両がエンジンの過速運転状態にあることを確認する；クラッチの駆動盤（40）の速度より低い実質上一定の水準にまでエンジン速度をクラッチが増加させる、そのような点（Ｙ）に至るまでクラッチ（14）を部分的に再係合する；前記部分的に係合した状態にあるクラッチ作動機構（20,22）の位置を測定する（34）；前記位置測定及びクラッチの公知の係合／トルク特性（Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3）から最新のキスポイント位置（Ｔ）を計算する；前記最新のキスポイント位置（Ｔ）をセーブする、さらにクラッチの係合を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】クラッチこの発明は、クラッチの較正に関し、より詳しくは、クラッチの係合に際して、クラッチがまさに摩擦接触を始める時のクラッチの「キスポイント」と称される点の決定に関する。電子制御手段の制御の下に油圧アクチュエーター（もしくは電気モータのような何らかの他のアクチュエーター）によってクラッチを係合し、開放するクラッチ制御システムを提供することは公知であり、電子制御手段は例えば、アクセルが踏み込まれる時に車両の運転が開始されるようにクラッチを係合し、車両が停止した際にクラッチを開放し、また運転者によってギア選択レバーが動かされる時に関連する変速機の減速比を変える際にクラッチを開放する。例えば、このようなクラッチ制御システムの例は、欧州特許第0038113号及び0043660号、005903 5号、0101220号、0566595号に開示されている。このようなクラッチ制御システムの継続した正確な操作を確実にする目的で、クラッチのキスポイント位置を正確に知るための電子制御手段が必要である。その結果、クラッチ及び関連する作動機構の磨耗によってキスポイントが変化することによる問題が存在する。本発明の目的は、車両の操作において最小の影響を有し、関連する車両の使用に際して一様に実行することが可能なクラッチのキスポイントを決定する方法を提供することであって、それによってその決定が運転者又は同乗人により気づかれないような方法を提供することである。しかし本発明に従えば、多段変速機を介してエンジンにより車両を駆動する、駆動盤を有する車両クラッチのキスポイントをクラッチ再係合操作に際して決定する方法が提供され、クラッチの操作は、電子制御手段の制御の下にクラッチ作動機構を介して行われ、この方法は次のステップを含む：エンジンのスロットルが閉じていること及び車両がエンジンの過速運転状態にあることを確認する；クラッチの駆動盤の速度より低い実質上一定の水準にまでエンジン速度をクラッチが増加させる、そのような点に至るまでクラッチを部分的に再係合する；前記部分的に係合した状態にあるクラッチ作動機構の位置を測定する；前記位置測定及びクラッチの公知の係合／トルク特性から最新のキスポイント位置を計算する；前記最新のキスポイント位置をセーブする、さらにクラッチの係合を完了する。また本発明は、車両クラッチのキスポイントを決定する方法を提供し、その方法は、多段変速機を介してエンジンにより車両を駆動し、クラッチの操作は電子制御手段の制御の下にクラッチ作動機構を介して行われ、この方法は次のステップを含む：関連する変速機の減速比においてシフトダウンが選択される時を決定する；エンジンのスロットルが閉じていることを確認する；クラッチを開放する；古い速度伝達比を開放して必要とされる新しい速度伝達比を係合する；クラッチの駆動盤の速度より低い実質上一定の水準にまでエンジン速度をクラッチが増加させる、そのような点に至るまでクラッチを部分的に再係合する；前記部分的に係合した状態にあるクラッチ作動機構の位置を測定する；前記位置測定及びクラッチの公知の係合／トルク特性から最新のキスポイント位置を計算する；前記最新のキスポイント位置をセーブする、さらにクラッチの係合を完了する。好ましい装置においては、電子制御手段は、エンジン速度及びクラッチ再係合前の駆動盤の速度を検知し、さらにその後クラッチを再係合して前記検知した速度に関係する予め決められた速度でエンジンを駆動する。都合の良いことには車両のエンジンは、検知されたエンジンと駆動盤の速度との間の中間の速度でクラッチにより駆動されるであろう。所定のキスポイントの決定に際して、一連のクラッチ作動機構位置測定が行われ、この一連の測定が整合性を持つか比較され、十分に整合性を持つのであれば、定常状態のクラッチ係合状態を表示して、この測定がキスポイントの決定に利用される。電子制御手段は、クラッチ作動機構の位置測定を行うための時間制限を設定して、クラッチのすべりが長引くことを防ぐ。さらに本発明の１つの実施例が、単に例示を目的とすることにより、添付の図面を参照して記載される。その図面は：図１は、本発明を実施する、クラッチ制御システムの一般的な配置を概略構成図で示す；図２は、本発明の電子制御ユニット内でクラッチが取る参照信号の発生をブロックダイアグラム構成で示す；図３は、本発明のキスポイント決定方法に対する論理図を示す；図４は、典型的なクラッチ係合トルク特性を示し、クラッチキスポイントの計算における図の使用を図解する、さらに図５は、過速運転状態のエンジンを反転させるのに必要な実質上一定の負のトルクを図解する典型的なエンジントルク図を示す。図１を参照すると、スターター及び関連するスターター回路10aを備えるエンジン10が示され、エンジン10は、変速機入力軸15を介して多段変速機12に摩擦クラッチ14を通じて結合される。記載される例示において、アクセルペダル19によって操作されるスロットルバルブ18を含む、スロットル16によってエンジンに燃料が供給される。本発明は、電子制御又は機械制御の燃料注入ガソリン又はディーゼルエンジンに等しく適用できる。クラッチ14は、スレーブシリンダ22によって操作される開放フォーク20により作動される。変速機は、レバー24の形状をした減速比選択部材によって制御され、減速比選択部材は、セレクタリンク装置25を介して変速機と接続されて、負荷検知スイッチ手段33を含む。負荷検知スイッチ手段は、運転者によってレバー24 に加えられる力を検出し、変速機の運転減速比を変更する意図を表す信号Vsを発生する。電子制御ユニット36は、スレーブシリンダ22の操作を制御する油圧制御38を介してクラッチ14の作動を制御する。制御ユニット36は、選択レバー24からの信号 Vs及びエンジン速度センサ26からのエンジン速度に比例する信号Veを受容する。スロットルバルブ位置センサ30からの最新のスロットルの開度に比例する信号Vt 及びアクセル位置センサ19aからのアクセルペダル位置信号Vaもまた制御ユニット36に送られる。また制御ユニット36は、減速比位置センサ32からの減速比信号 Vg及びスレーブシリンダ位置センサ34からの信号Vc、速度センサ42からのクラッチ駆動盤速度に比例する信号Vdpを受容する。信号Vgは係合している最新の変速機の減速比に対応し、信号Vcはスレーブシリンダの位置によって変化し、信号Vd pは変速機入力軸15の速度を実際に検知する（この速度はクラッチ14の駆動盤40 の速度に等しい）。車両の速度は駆動盤の速度及び係合する変速機の減速比に依存し、駆動盤速度センサ42は車両速度センサとして事実上機能し、逆もまた同様である。しかし用途によっては、駆動盤速度センサ42が準備されず、この速度が変速機の減速比及び個別のセンサによって与えられる車両の速度から計算される。スロットルの制御37はコントロールユニット36によって操作され、それによりスロットルはアクセルペダル19に独立して開き、閉じることが可能である。ブザー50は、制御ユニット36に接続され、ある一定の車両運転状態が発生した際に、車両運転者に警告し／表示する。加えてブザー50の位置に又はブザー50の位置内に、点滅警告灯（図示せず）を使用することができる。制御ユニット36は、望ましいエンジン速度を表す参照信号Vrを発生する参照信号発生器60（図２参照）を含む。この参照信号は、比較器Ａにおいてセンサ26からの実際のエンジン速度信号Veと比較されて、エラー信号Ｅを発生し、エラー信号Ｅは比較器Ｂにおいてセンサ34からのクラッチアクチュエーター位置信号Vcと比較されて、制御ユニット36が油圧制御38に出力するクラッチ係合制御信号Vce を提供する。この方法における制御ユニットの操作は、さらに詳細が必要であれば、読み手が参照するべきである、例えば前述の欧州特許第0038113号及び00436 60号により詳細に記述される。同時係属中の英国特許出願GB-A-2292591号は、本記述においてここに編入される詳細な記述である、主参照信号発生器60の詳細な記述を含む。クラッチ14の係合及び開放を制御するのに加えて、また制御ユニット36は、アクセル19の運転者の操作によって設定されるスロットル開度の自動制御ではなく手動制御が望まれていることをその制御論理が表示すると、制御37を介してスロットルの設定を制御する。ある種の用途ではスロットルの制御37は省略されるであろう。本発明によれば、電子制御ユニット36は、図３に略図示されるクラッチ14のキスポイントを決定するための決まった手順を含む。スロットルが閉じた過速度状態にあるエンジンに対して、この方法は、ガソリンエンジンが反転するのに必要なトルクが、エンジン速度の相対的に広い範囲にわたって比較的に一定のままであるという理解に基礎をおく。これは典型的なエンジントルク図を示す図５に図解され、この図は例えば、線Ｘが実質上一定に20 00rpm〜6000rpmと表現される比較的広い範囲にわたって、負のトルクのままであることを示す。この負のトルクは、エンジンによって発生される最大トルクのおよそ20％である。（同様の特性がディーゼルエンジンにも適用されると考えられる。）しかしクラッチが、実質上一定水準にまでエンジンの速度を増加させて車両に対して十分なすべり水準で係合されるならば、クラッチにより伝達される負のトルクもまた上述したエンジン反転水準で比較的一定のままである。クラッチ作動機構の位置の測定が行われて、この負のトルクが伝達されると、この測定された位置からクラッチのキスポイントを計算してクラッチの係合／トルク特性を知ることが可能である。上述のことは図４に図解され、図４は典型的なクラッチ係合／トルク特性を示し、そこにはクラッチすべりトルクがクラッチ開放用軸受の位置に対してブロットされている。曲線Ｔ1及びＴ2、Ｔ3は、その動作寿命における異なる時間での同一のクラッチの特性を示し、その結果同様の曲線形状である。曲線Ｔ1は新しい磨耗していないクラッチの特性を示し、曲線Ｔ2は半分磨耗したクラッチの特性を示し、曲線Ｔ3は完全に磨耗したクラッチの特性を示す。コーストラインと呼ばれる図４における線Ｙは、キスポイントが決定される際にクラッチによって伝達される、定常状態の負の反転トルクを表しており、各キスポイントの決定に際してクラッチ位置測定が行われる線に沿った線であり、それぞれ曲線Ｔ1及びＴ2、Ｔ3上にクラッチ開放用軸受位置の値（コーストポイントと呼ばれる）Ｂ及びＥ、Ｇを与える。点Ｄ及びＦ、Ｈは、それぞれ曲線Ｔ1及びＴ2、Ｔ3上でキスポイントが発生する、そのような位置におけるクラッチ開放用軸受の位置を定義する。図４において比ＡＢ／ＣＤ＝ＡＥ／ＣＦ＝ＡＧ／ＣＨ、それによってそれぞれ位置Ｂ及びＥ、Ｇ並びに曲線Ｔ1及びＴ2、Ｔ3の形状を知り、対応するキスポイントＤ及びＦ、Ｈを計算することができる。クラッチ特性において、差ＡＢ−ＣＤ（ｐで表される）及びＡＥ−ＣＦ（ｑで表される）、ＡＧ −ＣＨ（ｒで表される）はほぼ半分磨耗したクラッチ状態に至るまで増加し、その後減少するということが注目される。このような磨耗特性は、より正確なキスポイントの決定を与えるために計算によって得ることが必要である。所定のキスポイントを決定する際に、クラッチ位置測定が図４におけるＳと称される値を与えるならば、対応するキスポイントＴは比ＡＢ／ＣＤ＝ＡＳ／ＣＴから導かれる。以下に記載されるキスポイントの決定方法は、５速のギアボックスにおいて４速から３速へシフトダウンを実行し、これは、トルク反転が運転者及び同乗人にとってより低いギア間でのギアの入れ換えよりも一層明らかなギアの入れ換えであり、４速から３速のギアの入れ換えは５速から４速のギアの入れ換えよりも数多く行われるギアの入れ換えである。図３を参照すると、キスポイントの較正に対する決まった手順が４速から３速に変更するシフトダウンに際して実行される。電子制御ユニット36は、較正の決まった手順に際してスロットルが閉じた状態のままであることを確認し、エンジンが始動してから十分な時間動作し続け、クラッチが通常の動作温度に達していることを確認する。また電子制御ユニットは、継続的な理論に基づいて（例えば、駆動盤に入力するエネルギーがクラッチのすべる速度及びクラッチのすべるトルクの発生の合計に等しい数理的なモデルを利用して、また通常の状態及び従来の伝熱理論を利用して）クラッチ盤の表面温度を評価し、クラッチの表面温度が特定の限界内にある際にのみ較正を実行する。これらの状態の何れかが限界を超えているならば、又はクラッチのすべり速度が下限をよりも高いままではないのであれば、較正は中断される。４速から３速のギアの入れ換えが開始されると、クラッチは制御ユニット36によって開放され、古いギアは開放される。その後新しいギアが係合され（ブロックＡ参照）、エンジン速度及び駆動盤速度が測定され、典型的には参照速度がこれら測定された速度の中間に設定される。係合がまさに始まるまで（ブロックＢ参照）、さらにクラッチの係合が、シリンダ22によって、係合がユニット36の制御の下で継続しているところから始められ、例えば指数関数的に参照速度にまで、エンジンの速度を上昇し、さらに参照速度でエンジン速度を一定に保持する。一度エンジンが選択された参照速度に到達すると（ブロックＣ参照）、クラッチの係合位置の一連の測定は時間制限内に行われ、この一連の測定が十分に整合性を保つことを準備され（エンジン速度もまた実質上整合性を保つこと、エンジンが実質上一定の負の反転トルクをクラッチを介して受容することをふくむ）、これらの測定は、概略上記のような公知のクラッチの係合／トルク特性からクラッチのキスポイントの後に続く計算を行うのに利用される。典型的にはシステムは、後に続くキスポイントの計算を行うための位置の測定をセーブする前に、３つの連続する実質上等しい測定を受容するように注意される。測定制限時間の終了において、又は整合性のあるクラッチ係合位置測定の必要な数の完了において、クラッチの係合は参照速度に上昇することによって完了し、それによってエンジン速度は駆動盤速度にまで指数関数的に上昇する。制限時間は、クラッチのすべりが長引くことを防ぐようにクラッチがすべる間の期間に課せられる。所定の行程の間に、キスポイントが各決定において変化され得る量（又はその割合）もしくはキスポイントが変化され得る割合は、好ましくは過渡的な影響を除去するように制限される。これは個々のキスポイントの測定をフィルタを通すことによって達成することができ、変化に対する頻度の制限として適用される。たとえ本発明のキスポイントの決定方法が、関連する変速機においてシフトダウンする際に実行されるような上記記載であったとしても、これは、エンジンが過速度状態で運転されているあらゆる状況において実行することが可能である。また、車両の行程の最後において電子制御手段がその使用を停止されるより以前に、直ちに電子制御手段は次の車両の行程の開始時に使用されるキスポイントの位置を記憶する。この記憶された数値は、電子制御手段が使用を停止されるより以前に計算された最終の実際のキスポイント位置に関連し、典型的には行程に際して計算された全てのキスポイント位置の平均値である。たとえ、本発明が運転減速比をレバー24を利用して手動で選択する変速機に関して上記に記載されていたとしても、これは、運転減速比が制御ユニット36によって自動的に選択される変速機に等しく適用でき、又は車両の運転者の選択において手動もしくは自動のどちらの操作も可能な変速機に等しく適用できる。またたとえ上記の比率の技法（すなわちＡＣ／ＣＤ＝ＡＥ／ＣＦ＝ＡＧ／ＣＨ）が、測定された定常状態の負の反転トルク状態からのキスポイントの計算のために利用されるとしても、他の関係を異なるクラッチの係合／トルク特性のために利用することができる。例えば、開放行程及び磨耗に関する押し付け負荷の３次元の図が、データ点の決まった手順として記憶され得る。磨耗が進むにつれコーストポイントの測定は、図から導かれるように磨耗の特定状態に対する押し付け負荷曲線及び補間法により決定される対応するキスポイントを与える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者マーティン，ポール，グラハムイギリス国ノーザンプトンシャー・エヌエヌ１１・５エスエル，ダベントリー，フィネス・コート・５

Claims

【特許請求の範囲】１．多段変速機を介してエンジンにより車両を駆動する、駆動盤を有する車両クラッチのキスポイントをクラッチ再係合操作に際して決定する方法であって、クラッチの操作は、電子制御手段の制御の下にクラッチ作動機構を介して行われ、この方法は：エンジンのスロットルが閉じていること及び車両がエンジンの過速運転状態にあることを確認する；クラッチが、クラッチの駆動盤の速度より低い実質上一定の水準にまでエンジン速度を増加させる、そのような点に至るまでクラッチを部分的に再係合する；前記部分的に係合した状態にあるクラッチ作動機構の位置を測定する；前記位置測定及びクラッチの公知の係合／トルク特性から最新のキスポイント位置を計算する；前記最新のキスポイント位置をセーブする、さらにクラッチの係合を完了する、各ステップを含むことを特徴とする方法。２．多段変速機を介してエンジンにより車両を駆動する、駆動盤を有する車両クラッチのキスポイントを決定する方法であって、クラッチの操作は、電子制御手段の制御の下にクラッチ作動機構を介して行われ、この方法は：関連する変速機の操作比においてシフトダウンが選択される時を決定する；スロットルが閉じていることを確認する；クラッチを開放する；古い変速機の減速比を開放して必要とされる新しい変速機の減速比を係合するクラッチが、クラッチの駆動盤の速度より低い実質上一定の水準にまでエンジン速度を増加させる、そのような点に至るまでクラッチを部分的に再係合する；前記部分的に係合した状態にあるクラッチ作動機構の位置を測定する；前記位置測定及びクラッチの公知の係合／トルク特性から最新のキスポイント位置を計算する；前記最新のキスポイント位置をセーブする、さらにクラッチの係合を完了する、各ステップを含むことを特徴とする方法。３．電子制御手段が、エンジン速度及び再係合する以前のクラッチの駆動盤速度を検知し、さらにクラッチを再係合して前記検知された速度に関係する予め決められた速度でエンジンを駆動する、請求項１又は２記載の方法。４．エンジンが、検知されたエンジン及び駆動盤の速度の中間の速度で駆動される、請求項１〜３の何れか１項記載の方法。５．所定のキスポイントを決定する際に、一連のクラッチ作動機構位置測定を行い、前記一連の測定が整合性を持つか比較され、十分に整合性を持つのであれば、定常状態のクラッチ係合状態を表示して、この測定がキスポイントの決定に利用される、請求項１〜４の何れか１項記載の方法。６．時間制限が、クラッチのがすべり長引かないように電子制御手段によってクラッチ作動機構の位置測定を行うために設定される、請求項５記載の方法。７．スロットルが閉じた状態のままでない場合又は駆動盤の速度が下限よりも高いままでない場合、又はクラッチの温度もしくはクラッチの温度の推計が予め決められた水準を越える場合に、所定のキスポイントの決定が中断される、請求項１〜６の何れか１項記載の方法。８．エンジンが十分な時間運転されて確実に通常のクラッチ操作温度に達していることを確認する予備的なステップを含む、請求項１〜７の何れか１項記載の方法。９．キスポイントが各決定において変化され得る量もしくはキスポイントが変化され得る割合が、過渡的な影響を制限するように限られる、請求項１〜８の何れか１項記載の方法。 10．各車両の行程の最後において電子制御手段がその使用を停止されるより以前に、直ちに電子制御手段がその特定の行程の間に計算した最終の実際のキスポイント位置に関するキスポイントの値を記憶する、請求項１〜９の何れか１項記載の方法。 11．各車両の行程の最後において記憶されたキスポイント位置の値が、その特定の行程の間に計算された全てのキスポイントの位置の平均値と等しい、請求項10 記載の方法。 12．請求項１〜11の何れか１項記載の方法にしたがって、関連したクラッチのキスポイントを決定するための電子制御手段の決まった手順を含む、クラッチ制御システム。 13．添付の図面を参照して及び添付の図面に示されるように、実質上これ以前に記載されたような構造と配置である、クラッチ制御システム。