JP2004538213A - クラッチの滑り制御のための方法 - Google Patents

Abstract

自動車の原動機と伝動装置との間に配置された、クラッチを位置目標信号によって規定された位置に調節する位置決め駆動装置を有した、自動化された摩擦クラッチの滑りの自動的な制御のための方法では、クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数を回転数センサによって検出し、位置目標信号をこの回転数（滑り回転数）の差分に基づき形成する。この滑り回転数は所定の目標滑りと同じであり、伝達可能なクラッチモーメントのための調整値として利用される。このクラッチモーメントの代わりに、またはこのクラッチモーメントに加えて付加的に、原動機回転モーメントが、クラッチのための調整値として利用される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の原動機とパワートレインとの間に配置されていて、クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数との間の回転数の差分によって制御されるクラッチの滑り制御のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッチは位置決め駆動装置を有しており、この位置決め駆動装置によってクラッチは、位置目標信号によって規定された位置に調節される。このためにクラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数とが回転数センサによって検出され、これらの回転数の差分（滑り回転数）に応じて位置目標信号が、滑りが、所定の目標滑りと同じであるように形成される。
【０００３】
このような形式の制御方法と、このような方法を実施するための装置は先行技術により公知である。即ち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２４１９９５号明細書には、動力伝達方向で見て自動車の駆動モータの後方に配置された摩擦クラッチのクラッチ滑りを調節するための方法および装置が開示されている。駆動モータの運転点に応じて、クラッチ滑りの目標値のための所定の特性マップから形成される制御値が、クラッチ滑りを調節することのできるクラッチ調節部材に直接的に作用する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公告第０４９４６０８号明細書により同様に、自動車の原動機と伝動装置の間に配置された自動化された摩擦クラッチの滑りを制御するための装置と方法とが公知である。この装置は、位置決め駆動装置を有しており、この位置決め駆動装置は、クラッチを位置目標信号に応じて、位置目標信号によって規定された位置へと調節する。この装置は、さらに、クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数のためのセンサと、滑り制御装置とを有している。この滑り制御装置は、位置目標信号を、検出された回転数の目下の差分に応じて、目下の差分が、所定の回転数目標差分と同じであるように形成する。この装置は、滑り制御装置にクラッチ特性曲線メモリが設けられており、該メモリは位置目標信号を特性曲線の形でデータに依存して記憶しており、該データはクラッチにより目標位置で伝達される回転モーメント（トルク）を表すものであることを特徴としている。クラッチ特性曲線メモリは位置目標信号を、原動機の、回転モーメント検出装置によって検出された瞬時回転モーメントの値に相応して出力する。滑り制御装置は、クラッチ特性線メモリのこの位置目標信号を、該滑り制御装置の制御器により形成された制御信号成分に重畳させる。このような方法もしくは装置によって、クラッチの滑りは高い制御品質に維持される。
【０００５】
さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２４７５５号明細書により、自動車のパワートレインにおけるねじり振動を減じるための方法、およびこれにより生じるノイズを減じるための方法が公知である。原動機と伝動装置との間に配置された摩擦クラッチは、滑り制御装置によって制御され、その目標値発信器は滑りを、固体伝送音レベルに応じて制御する。滑りは、固体伝送音レベルが増大するにつれ増加するように制御される。滑りの最大値は、原動機回転数に応じて制限される。この場合、最大値は、原動機回転数が上昇するにつれゼロにまで減じられる。
【０００６】
自動車のパワートレインを原動機の振動から分離するために、上述したように、オートマチック伝動装置を備えた車両では、クラッチが所定の回転数範囲で僅かな滑りで運転される。このようにして得られた分離により走行快適性が著しく向上する。しかしながらこのために、クラッチにおける回転数差分を比較的精密に調節しなければならない。滑りが大きすぎると、即ち、エネルギの入力と摩耗が高くなり、滑りが小さすぎると、クラッチの付着、ひいては走行快適性の減少につながる。このような形式の滑り制御装置は、通常は、自動化されたクラッチ操作を前提とする。引用された先行技術によれば、このような形式の滑り制御装置は、伝達可能なクラッチモーメントが調節されることによって変換される。即ち、クラッチの位置決め駆動装置に作用する調整値を介して、クラッチが多かれ少なかれ開閉される。しかしながら、調整値の操作が行われるとすぐに、クラッチの被駆動モーメントもしくは車両に作用する駆動モーメントも変換され、このことは運転者にとっては不快に感じられる恐れがあり、走行快適性が減じられる。
【０００７】
これに対して本発明の課題は冒頭で述べた形式の方法を改良して、伝達可能なクラッチモーメントが一定である場合に、または一定の勾配で変化する場合に、調整値として、滑り回転数を調節可能であって、この場合、これにより変化される走行時の駆動モーメントの変化に気付くことないようにすることである。
【０００８】
この課題は、冒頭で述べた形式の方法によって、クラッチのための調整値として回転数差分により伝達可能な変換されたクラッチモーメントの代わりにまたは該クラッチモーメントに加えて付加的に、原動機回転モーメント（トルク）をクラッチのための調整値として使用することにより解決された。
【０００９】
自動車の原動機と伝動装置との間に配置された、クラッチを位置目標信号によって規定された位置に調節する位置決め駆動装置を有した、自動化された摩擦クラッチの滑りの自動的な制御のためのこのような方法では、クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数を回転数センサによって検出し、位置目標信号をこの回転数（滑り回転数）の差分に基づき、滑りが所定の目標滑りと同じであるように形成する。原動機は、この場合、形成される回転モーメントのための制御可能な調節装置を有していて、この調節装置を介して原動機を、所定の回転モーメント目標値に相当する回転モーメントを形成するように、調節可能または制御可能である。位置目標信号に加えて付加的に、または、位置目標信号の代わりに、滑りに依存した回転モーメント目標信号が形成され、回転モーメントのための調節装置に供給される。これにより瞬時の滑りは所定の目標滑りと同じになる。
【００１０】
この方法では、アクセルペダルの位置と、原動機の瞬時運転状態とから、運転者の実際に所望する原動機のための回転モーメントを検出し、この所望の回転モーメントが、クラッチのための調整値として滑りを制御し、この場合、伝達可能なクラッチモーメントを所望の回転モーメントに合わせて調節し、相応に変換する。
【００１１】
有利には、伝達可能で変換可能なクラッチモーメントのための調整値は、突然のモーメント変化、低周波数の振動、運転者によって誤って行われた微小な所望回転数の変化に対してフィルタリングされる。これは、滑りの算出のための回転数とモーメントとが時間的平均値であるように行われる。これにより極めて短時間の回転数の変化およびモーメントの変化が、時間的な平均値によってフィルタリングされ、もしくは平均化される。
【００１２】
本発明の別の方法では、瞬時の原動機回転モーメントを、原動機の瞬時の運転状態に相応する滑りがクラッチで調節され、この滑りが一定に保持されるように制御する。
【００１３】
本発明の利点は、主として、ほぼ一定の伝達可能なクラッチモーメントにおいて、または一定の速度で変化する伝達可能なクラッチモーメントにおいて、滑り回転数を調節でき、この場合、運転者は変化した駆動モーメントに気付かないことにある。原動機の回転モーメントのための調節装置は、原動機のための、制御可能な自動的に操作可能なスロットルバルブまたは点火装置である。このような形式の装置を備えた原動機は、本発明によれば電気的に制御可能であると言える。
【００１４】
アクセルペダル（ガスペダル）の位置と、原動機のその時点の運転状態、即ちスロットルバルブの位置、回転数などから、実際に運転者が所望する回転モーメントが算出される。これは例えば、メモリされている特性曲線を介しても行うことができる。一般的にこのような回転モーメントは、いずれにせよ原動機制御においてオンラインで算出され、ひいては原動機が制御される。このような回転モーメントは、制御装置に回転モーメント目標信号として予め設定されている。本発明による滑り制御装置が作動されると、伝達可能なクラッチモーメントは、運転者所望回転モーメントに合わせて調節され、相応に変換される。クラッチモーメントのこのような調節は、既に説明したように付加的に適宜フィルタリングされ、突然の回転モーメント変化、低周波の振動または運転者により恐らく意図されたものではない微小な運転者所望回転モーメントの変化を排除する。このために公知の方法では回転数の時間的平均値が、滑りの算出のために使用され、回転モーメントの変換のために使用される。同時に、原動機の回転モーメントは、例えば、スロットルバルブの位置に応じて変化する制御装置によって、及び／又は、イグニッションアングルの変化を介して調節され、この場合、制御電子回路の表形式にメモリされているこの運転状態で必要な滑りが調節され、一定に保持される。原動機回転数における変動が十分小さく保たれていて、運転者がその変動に気付かないならば、特に有利な構成では、原動機の実際のモーメントを排ガスを減らすように変換することができる。例えば内燃機関における極めて迅速な原動機調整は、通常、イグニッションタイミングの調整を要し、このことは排ガス特性の悪化につながる恐れがある。滑り回転数の小さな変動が認められると、タイミング調整は（ゆっくりな）スロットルバルブによって排ガス特性が良好になるように行われる。この値は、予備試験によって算出され、その他のパラメータの依存性とともに、制御電子回路の表形式にメモリされる。別の有利な方法では、伝達可能なクラッチモーメントは、運転者所望回転モーメントの下側に制御される。制御したい減じられたクラッチモーメントに到るために、回転モーメント差は、例えばほぼ１０Ｎｍの変動しない値、または運転者所望回転モーメントにかけられる１よりも小さな係数、即ち０．９３〜０．９６、特に０．９５の係数を介して得られる。このように減じられた値は、制御装置に回転モーメント目標信号として与えられる。この方法の利点は、制御装置が、原動機モーメントを、運転者所望回転モーメントを越えて高める必要がなく、単にモーメントの減少が行われることである。モーメントの減少ゆえに、原動機制御への作用の特別な保護は不要である。何故ならば、高過ぎる原動機回転数もしくは高過ぎる原動機モーメントの危険が生じないからである。運転者所望回転モーメントよりも回転モーメント目標信号を下げることは、イグニッションアングル調整を行うことによっても得られる。イグニッションアングルの調整により通常は原動機回転モーメントの低減のみが得られるので、逆に、イグニッションアングルの修正により、原動機回転モーメントを再び上昇させることもできる。この方法の利点は、イグニッションアングル調整の極めて高いダイナミクスにより、原動機回転モーメントの、ひいては滑り回転数の極めて迅速な制御が得られることにある。しかしながら、イグニッションアングル調整が、場合によっては排ガスの質を著しく悪化させるので、原動機回転モーメントの減少は、イグニッションアングル調整を介して有利には、短い時間内に制限されるべきである。この場合、高いダイナミクスの調整信号が、走行状況に基づき必要である。自己着火式の原動機（ディーゼルエンジン）では、本発明によれば、モーメントの上昇を行うと特に有利である。このモーメントの上昇は、理想的には、原動機の黒煙規制に相応するモーメントよりも低く保たれるのが望ましい。さらに、一時的な原動機調整と関連して滑り制御されたクラッチの運転は、例えば自己着火式原動機におけるモーメントの上昇のために特に有利である。この場合、小さすぎる滑り回転数を有し、これにより不都合な固着が生じる滑り制御されたクラッチでは、原動機モーメントの上昇のための時間的に制限された迅速な原動機の調整により、このような状態は回避される。このような状態は、原動機の調整と、これにより行われる、原動機のモーメント変化が、クラッチ制御よりも迅速である場合に特に行われる。
【００１５】
相応のセンサおよび操作手段を備えた電子的な制御装置もしくは調整装置に関しては、およびオートマチッククラッチと変速伝動装置を備えた自動車における相応の制御方法もしくは調整方法に関しては、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１１８５０号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４２６２６０号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７４５６７７号明細書、欧州特許公開第１０１０６０６号明細書にこの関連で詳しく示されている。
【００１６】
クラッチを調節する位置決め駆動装置を有した、自動車の原動機と伝動装置との間に配置された自動化された摩擦クラッチの滑りを自動的に制御するための制御方法では、クラッチが、位置目標信号によって規定された位置に調節される。クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数とは回転数センサによって検出され、これらの回転数の差分、いわゆる滑り回転数に応じた位置目標信号は、滑りが、所定の目標滑りと同じであるように形成される。生じる回転モーメントのための制御可能な調節装置を介して、原動機は、生じる回転モーメントが、所定の回転モーメント目標信号に相応するように制御される。位置目標信号に加えて付加的にまたは位置目標信号の代わりに、滑りに応じた回転モーメント目標信号が、そのときの滑りが、設定された目標滑りと同じであるように形成され、回転モーメントのための調節装置に供給される。
【００１７】
一般的に、滑りを制御するために、プログラミング可能な電子的な制御ユニットが設けられている。この制御ユニットは、原動機及び／又は伝動装置及び／又はスピードメータシャフト及び／又は車輪及び／又は伝動装置の意図された及び／又は噛み合わされたギアの回転数を検出するための手段に接続された複数の入力部と、電気的に制御可能なクラッチ装置と、電気的に制御可能な原動機へと制御信号を送る複数の出力部とを有している。
【００１８】
本明細書によって提出した請求の範囲は、広い特許権を得るための先例のない文章表現による（文言的）提案であり、本明細書及び／又は図面にのみ開示のその他の特徴事項の特許請求を留保してある。
【００１９】
本明細書の従属請求項における先行の独立請求項及び／又は従属請求項の引用は、本明細書の先行の独立請求項及び／又は従属請求項に記載の構成（特徴）を、該各従属請求項に記載の構成（特徴）によってさらに改善することを示すものであり、該各従属請求項に記載の構成に対して、独立した発明の特許権の獲得を断念するものではない。
【００２０】
従属請求項の対象は、従来技術に関しその優先性において固有の独立した発明を形成し得るので、出願人は、独立請求項の具体化あるいは部分的説明に対してはこれを留保する。それらはさらに先行する下位請求項の対象に依存しない構成を有した独立した発明性を十分に含み得る。
【００２１】
実施例は、本発明の限定を表すものとして理解されるべきではない。それどころか本発明の開示の枠内では、数多くの改良や変更が可能である。特にそのような変化例においては、複数の要素や材料の組み合わせ、および/または例えば一般的な文献や実施形態並びに請求項に記載され図面にも含まれている特徴ないし要素または方法ステップに結び付けた個々の組み合わせや変更が当業者にとっては、課題の解決に関して容易に推考できる。また組み合わせ可能な特徴によるさらなる新規な対象や方法ステップないし一連の方法ステップへつなげることもでき、種々の製造方法、検査および作業方法にも関する。

Claims (9)

1. 自動車の原動機と伝動装置との間に配置されていて、クラッチ入力回転数とクラッチ出力回転数との回転数差によって制御されるクラッチの滑り制御のための方法において、
   クラッチのための調整値としての回転数差によって伝達可能な、変換可能なクラッチモーメントの代わりに、または該クラッチモーメントに加えて付加的に、原動機回転モーメントをクラッチのための調整値として使用することを特徴とする、クラッチの滑り制御のための方法。
2. アクセルペダルの位置およびその時点での原動機の運転状態から、原動機のための実際の運転者所望回転モーメントを検出し、該所望回転モーメントがクラッチのための調整値として、伝達可能なクラッチモーメントが該所望回転モーメントに合わせて調節され、相応に変換されるように滑りを制御する、請求項１記載の方法。
3. 伝達可能な変換可能なクラッチモーメントのための調整値を、突然のモーメント変化、低周波の振動、運転者による意図されない微小な所望回転モーメント変化に対してフィルタリングする、請求項２記載の方法。
4. 瞬間的な原動機回転モーメントを、クラッチにおいて、原動機の瞬間的な運転状態に相応する滑りを調節し、この滑りが一定に保持されるように制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 有利には１００ｒｐｍの、所定の回転数限界値内でのまたは該限界値での原動機回転数変動の際に、実際の原動機回転モーメントを排ガスが減少するように変換する、請求項４記載の方法。
6. 伝達可能なクラッチモーメントを調節可能な一定の値だけ、または調節可能な係数分だけ、原動機のその時点での運転状態における運転者所望回転モーメントに対して減少させる、請求項１記載の方法。
7. 運転者所望回転モーメントに対するクラッチモーメントの減少が１０〜１５Ｎｍである、請求項６記載の方法。
8. クラッチモーメント減少のための、運転者所望回転モーメントに対する係数が０．９３〜０．９６である、請求項６記載の方法。
9. イグニッションアングルの極めて迅速な短時間の変化により、原動機回転モーメントを減少させ、これにより、伝達可能なクラッチモーメントを減少させるためにクラッチの滑り回転数を相応に制御する、請求項１〜８までのいずれか１項記載の方法。