JP2006170451A - ２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法であって、一方の構成部材は駆動装置によって駆動され、かつ他方の構成部材は、駆動される装置の駆動のための被動部材を形成しており、両方の構成部材間の摩擦接続のための圧着力を変化させる形式のものにおいて、目標スリップを適切に規定できるようにする。
【解決手段】少なくとも駆動装置若しくは駆動される装置の少なくとも１つの運転パラメーターを規定しかつ、規定すべき目標スリップに相当する目標スリップ値を、少なくとも１つの運転パラメーターとスリップ値との間の所定の関数によって規定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法及び装置に関する。

快適性、燃料効率及び環境の理由から最新の自動車には、自動化された駆動系を用いるようになっている。駆動系は例えば、図３に概略的に示してあるように連続的に変速可能な、即ち無段変速式の円錐プーリー式伝動装置を含んでいる。

原動機若しくはエンジン４によって有利には自動的なクラッチ及び回転方向転換装置を介して駆動される入力軸６は、駆動側の円錐プーリー対ＳＳ１の１つの円錐プーリー８に堅く、即ち相対運動不能に結合されている。別の円錐プーリー１０は、入力軸６上に相対回動不能及び軸線方向移動可能に配置されている。入力軸６に堅く結合された支持部分と円錐プーリー１０との間に圧力室を形成してあり、圧力室内への圧力負荷によって力を変化させるようになっており、該力は円錐プーリー１０を円錐プーリー８へ向けて押圧するようになっている。

被動側の円錐プーリー対ＳＳ２も、類似して出力軸（被動軸）１２に堅く結合された円錐プーリー１４及び、軸線方向移動可能な円錐プーリー１６を有しており、該軸線方向移動可能な円錐プーリーは所属の圧力室内への圧力負荷によって円錐プーリー１４に向けて押圧されるようになっている。両方のプーリー対ＳＳ１，ＳＳ２間に巻掛け部材１８、例えばリンクチェーンを巻掛けてある。

巻掛け部材１８を円錐プーリーの円錐面に圧着させる、即ち摩擦接続させる押圧力は、液圧弁２０，２２，２４によって制御されるようになっており、この場合に液圧弁２０は例えば公知の形式で、入力軸に作用するトルクに依存した基準圧着力を規定するようになっており、液圧弁２２，２４によって変速調節を行うようになっている。弁２０，２２，２４への圧力媒体供給は液圧ポンプ２６によって行われるようになっている。

弁２０，２２，２４の制御のために、電子的な制御装置２８を設けてあり、該制御装置の入力部に、入力軸６の回転数の検出のための回転数センサー３０の信号、出力軸１２の回転数の検出のための回転数センサー３２の信号並びに、液圧弁の制御にとって重要な情報を含む別の信号、例えば加速ペダル若しくはアクセルペダル３６の位置の検出のための位置センサー３４の出力信号を供給するようになっている。有利には制御装置２８はバス・ライン３８を介して自動車の別の制御装置若しくは電子装置と通信するようになっており、従って制御装置２８は例えば車両走行速度、走行プログラム、走行安定性信号や伝動装置の目下（瞬時）の変速比等を受けている。前記信号若しくは情報は、制御装置２８内に記憶されたプログラムに基づき弁のための制御信号に変換される。制御装置２８の別の出力部によって例えば、自動式のクラッチを制御するようになっていてよい。これまで述べた装置の構成及び機能は公知であり、従って詳細な説明はここでは省略してある。

巻掛け部材の長期間にわたる確実な作動のために、円錐プーリー対ＳＳ１，ＳＳ２と巻掛け部材１８との間の適切な圧着は重要である。圧着は、巻掛け部材が一方では滑らず、即ち大きなスリップを生ぜしめず、他方では不必要に強く押し付けられず、これによって構成部材の負荷が小さく、かつ伝動装置が高い効率で作動するように規定されていなければならない。

巻掛け部材と円錐プーリー対との間のスリップの直接的な検出は、煩雑であり、それというのはスリップの直接的な検出のためには、巻掛け部材１８の周速度及び円錐プーリー対の瞬時の有効な半径を検出しなければならないからである。目下のスリップを検出する若しくはスリップの特性値を検出する別の方法もある。該方法においては例えば少なくとも一方の円錐プーリー対の圧着力を、伝動装置の伝達比調節頻度よりも大きな頻度で調節し、入力軸及び出力軸の回転数の変化を圧力調節の作用効果に基づき検出するようになっている。回転数の変化は伝動装置の目下のスリップの変化にのみ依存していて、例えば得られる絶対値及び平均値に基づきスリップ値の算出に用いられる。

しかしながら摩擦接続（摩擦結合若しくは摩擦連結）によって力伝達可能な、即ち力を一方から他方へ伝達する構成部材の作動状態は、測定されたスリップに基づき、測定されたスリップを、摩擦接続による力伝達の構成部材にとって適切なスリップの目標値若しくは目標スリップと比較することによってのみ有意義に判断される。最適な作動状態は、例えば巻掛け部材による運転に際して過度に高い圧着力を生ぜしめることなく、その結果、構成部材間の高い摩耗及び／又は損失モーメントの増大を避けるようになっている作動状態である。

本発明の課題は、目標スリップが適切に規定できる方法及び装置を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明では、摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法であって、前記一方の構成部材、例えば入力部は駆動装置によって駆動され、かつ前記他方の構成部材は、駆動される装置、例えばプロペラシャフトの駆動のための被動部材、例えば出力部を形成しており、該両方の構成部材間の摩擦接続のための圧着力を変化させる形式のものにおいて、次のプロセスを含んでおり、即ち、少なくとも前記駆動装置若しくは前記駆動される装置の少なくとも１つの運転パラメーターを規定しかつ、規定すべき目標スリップに相当する目標スリップ値を、前記少なくとも１つの運転パラメーターとスリップ値との間の所定の関係に基づき規定するようになっている。

本発明に基づく前記方法によって、目標スリップは各運転パラメーターに適合され、その結果、一方で、摩擦接続によって力伝達可能な構成部材の不必要に高くない圧着力に対する要求及び、他方で、摩擦接続によって力伝達可能な構成部材の不当に低くない圧着力並びに良好な快適性に対する要求を満たすことができる。

有利には目標スリップ値は、駆動装置によって生ぜしめられる駆動出力及び／又は生ぜしめられる駆動モーメントの増大に際して減少される。

さらに有利には目標スリップ値は、スリップに起因して生じる予め決められた最大の摩擦出力が越えられないように規定される。これによって、摩擦接触している面における不当に高い温度の発生を避けることができる。

有利には目標スリップ値は、スリップに起因して生じる予め決められた最小の摩擦出力が下回られないように規定される。これによって、不当に高い圧着を避けることができる。

本発明の方法の有利な実施態様に基づき、駆動される一方の構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、目標スリップ値は、駆動側の円錐プーリー対の高い駆動トルク及び低い走行速度の際に、若しくはアンダードライブ若しくはエンジンブレーキ運転の際に減少される。

本発明の方法の別の有利な実施態様に基づき、駆動される一方の構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、目標スリップ値は、中間の値の走行速度及び低い値から中間の値の駆動モーメントの範囲で増大される。

さらに本発明の方法の別の有利な実施態様に基づき、駆動される一方の構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、目標スリップ値は、運転パラメーターの急激な変化に際して、例えば急激な燃料供給或いは急激なアクセル踏み込みに際して、若しくはESP-機構の急激な作用に際して減少される。

本発明の方法の実施態様において、駆動される一方の構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、目標スリップ値ＳＳは次の関係に基づき求められ、即ち、
ＳＳ＝ＧＳ−ｄ(Mmf/dt)×係数−ｆ(ivar)によって求められ、
この場合に、ＳＳ＝目標スリップ値、ＧＳ＝必要に応じて運転パラメーターに依存して予め規定された基準スリップ値、Mmf＝駆動側の円錐プーリー対の駆動のためのエンジン若しくは原動機の濾過された特定のモーメント、係数＝比例因数、Ｆ(ivar)＝伝動装置変速の関数ivarである。

本発明の方法の別の実施態様においては実際ストリップ値を調節するようになっており、このために実際スリップ値を求めて、摩擦接続のための圧着力は、目標スリップ値と実際スリップ値との間の差が減少するように変化させられる。

さらに前記課題を解決するために本発明では、摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための装置であって、前記一方の構成部材は駆動装置によって駆動されるようになっており、かつ前記他方の構成部材は、駆動される装置の駆動のための被動部材を形成している形式のものにおいて、有利には、少なくとも駆動装置若しくは駆動される装置の少なくとも１つの運転パラメーターの規定のためのパラメーター規定装置（若しくはパラメーター検出装置）、摩擦接続を生ぜしめるための変化可能な圧着力で構成部材を負荷（若しくは作動）するための押圧装置（若しくは圧着装置）、並びに前記運転パラメーターに依存して目標スリップ値を規定するための目標スリップ値規定装置（若しくは目標スリップ値算出装置）を設けてある。目標スリップ値規定装置は、例えば運転パラメーターに依存した目標スリップ値を表す所定の特性線を含んでいる。

本発明に基づく装置の別の実施態様では、実際スリップ値を求めるための実際スリップ値決定装置（若しくは実際スリップ値算出装置）、並びに目標スリップ値と実際スリップ値との間の差が減少するように構成部材用の押圧装置（若しくは圧着装置）を制御するための制御装置が設けられている。

本発明は、摩擦接続（摩擦力のよる束縛）によって力若しくはトルクを伝達するあらゆる種類の構成部材（構成部分）に用いられ、有利には摩擦クラッチや連続的に変速可能な伝動装置、例えば無段変速装置のために用いられる。

図１は、円錐プーリー式伝動装置（無段変速装置）の駆動側に作用するトルクの急激な上昇の際の目標スリップの規定（決定）を表す特性線を示しており、図２は、円錐プーリー式伝動装置のＵＤの際の目標スリップの規定を表す特性線を示しており、図３は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の圧力供給及び制御の原理を示す概略図である。

図１の部分図１ａに示す特性線Ｎｍは、図３の円錐プーリー式伝動装置の駆動軸（入力軸）の駆動のための内燃機関若しくはエンジンの回転数を表しており、特性線Ｍｍは、内燃機関若しくはエンジンのモーメントを表しており、特性線Ｍｍｆは、内燃機関若しくはエンジンの例えば低域フィルターによってろ過された駆動モーメントを表しており、この場合に横座標は時間を表している。

図１の部分図１ａに示してあるように、時点ｔ１で例えばアクセル若しくは加速ペダルの操作によってエンジンの負荷若しくは出力は急激に増大されている。

アクセルのこのような急激な踏み込み、若しくは急激な燃料供給に際して目標スリップを短時間減少させ、即ち押圧力をわずかに増大させることは有利である。このことは、例えば液圧系の圧力形成速度を制限して動的作用を抑制する場合に効果的である。これによって、不当に高いスリップを発生させる、若しくは伝動装置の滑りを生ぜしめるようなおそれは避けられる。

目標スリップの短時間の減少、ひいては実際スリップの減少を図１の部分図１ｂに基づき説明するために、特性線ＦＰは、エンジンの負荷制御のためのアクセル３６の位置を表している。明らかなように、時点ｔ１でアクセルは急激に操作されている。

特性線ＳＳは目標スリップの推移の特性値を表しており、該特性値は例えば次の数式で算出され、即ち
ＳＳ＝ＧＳ−ｄ(Mmf/dt)×係数
この場合に、ＧＳは基準スリップであり、ｄ(Mmf/dt)は、部分図１ａに示してあるようにフィルターにかけられた機関モーメントの時間的な導関数であり、係数は比例値を表している。例えば２．０の基準スリップは、両方のプーリー対間の実際の差が目下の理論的な変速比に基づき生じる差から２min^−１だけずらしてあることを意味している。

特性線ＩＳは、制御装置２８内で伝動装置の入力軸及び出力軸の回転数及び公知の方法に基づき求められた実際スリップＩＳを表している。特性線Ｐは、図３に示す弁を用いて制御装置２８によって制御された、円錐プーリーと巻掛け部材との間の圧着力を表している。図面に示してあるように、制御装置に含まれる調節器によって規定される圧着力は、目標スリップＳＳの減少に際して短時間で大きく増大し、次いで緩やかに減少しており、その結果、実際スリップは目標スリップに追従している。

図２には、伝動装置をアンダードライブＵＤで、即ち最も短い変速で運転する場合に燃料が供給される実施例を示してあり、目標スリップは、圧着力を高め、これによって滑りのおそれを避けるために付加的に減少される。部分図２ｂは、圧着力の特性線Ｐに加えて伝動装置変速ivarを示してある。該図に示してあるように、伝動装置は、急激な燃料供給の時点ｔ１で最も短い変速状態にあり、従って目標スリップＳＳは次の数式で算出され、即ち
ＳＳ＝ＧＳ−ｄ(Mmf/dt)×係数−ｆ(ivar)
この場合に、ｆ(ivar)は伝動装置変速の関数ivarであり、該関数の値は変速が短くなるに伴って減少している。基準スリップが例えば２．０である場合に、ｆ(ivar)の値はＵＤの状態で０．５であり、従って該値０．５は基準スリップから付加的に差し引かれる。伝動装置がＯＤの状態にある場合には、目標スリップは増大され、即ちｆ(ivar)は負の値を取る。

本発明に基づく前述の方法は、種々の手段で補完されてよい。例えば目標スリップの規定に際して走行速度を考慮してよく、即ち、低い速度の場合に、例えば全荷重下での出発若しくは走行開始の場合に、確実なトルク伝達を保証するために、小さい目標スリップで走行するようにする。さらに、エンジンブレーキ時の目標スリップは同じ理由から減少される。さらに有利には、標準走行時（通常走行時）の走行速度若しくは中間の走行速度の場合及び小さい値から中間の値の機関トルクの場合に目標スリップを増大させ、その結果低い圧着によって走行をできるだけ効率的に行うようにする。

動的な状態、例えば前述の燃料供給の場合に、若しくは走行安定化装置の作動の検出に際して目標スリップを短時間減少させて、圧着力若しくは伝達力を増大させるようにする。この場合に、例えばアクセル操作の量（勾配量若しくは旋回量）に依存してこれまでの目標スリップに、正のアクセル勾配量の場合には必然的に負のスリップ量を加えるようにする。

さらに圧着力及び回転数、並びに摩擦係数から、摩擦作用によって生じる摩擦出力を算出して、目標スリップを、予め規定された最大の摩擦出力は越えられないように、この場合に摩擦出力の時間が考慮され、かつ予め規定された最小の摩擦出力は下回られないように規定する、即ち、伝動装置は最小のスリップでかつ不必要に高くない圧着力で運転される。

著しく低いエンジン回転数及び著しく低い走行速度の場合には、即ち超低速運転若しくは車庫入れ運転の場合には目標スリップは、車両のエンジン回転の不安定性を避けるために増大されるようになっていてよい。

トルクの急激な上昇の際の目標スリップの規定を表す特性線を示す図 アンダードライブの際の目標スリップの規定を表す特性線を示す図 円錐プーリー式伝動装置の圧力供給及び制御の原理を示す概略図

符号の説明

４ エンジン、 ６ 入力軸、 ８，１０ 円錐プーリー、 １２ 出力軸、 １４，１６ 円錐プーリー、 １８ 巻掛け部材、 ２０，２２，２４ 液圧弁、 ２６ 液圧ポンプ、 ２８ 制御装置、 ３０，３２ 回転数センサー、 ３４ 位置センサー、 ３６ アクセルペダル、 ３８ バス・ライン、 ＳＳ１，ＳＳ２ 円錐プーリー対

Claims (12)

1. 摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法であって、前記一方の構成部材は駆動装置によって駆動され、かつ前記他方の構成部材は、駆動される装置の駆動のための被動部材を形成しており、該両方の構成部材間の摩擦接続のための圧着力を変化させる形式のものにおいて、少なくとも駆動装置若しくは駆動される装置の少なくとも１つの運転パラメーターを規定しかつ、規定すべき目標スリップに相当する目標スリップ値を、前記少なくとも１つの運転パラメーターとスリップ値との間の所定の関数によって規定することを特徴とする、摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための方法。
2. 前記目標スリップ値を、駆動装置によって生ぜしめられる駆動出力若しくは駆動モーメントの増大に際して減少させる請求項１に記載の方法。
3. 前記目標スリップ値を、スリップに起因して生じる予め決められた最大の摩擦出力が越えられないように規定する請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記目標スリップ値を、スリップに起因して生じる予め決められた最小の摩擦出力が下回られないように規定する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記駆動される構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、前記他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、前記目標スリップ値を、駆動側の円錐プーリー対の高い駆動トルク及び低い走行速度の際に、若しくはアンダードライブ若しくはエンジンブレーキ運転の際に減少させる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記駆動される構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、前記他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、前記目標スリップ値を、中間の値の走行速度及び低い値から中間の値の駆動モーメントの領域で増大させる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記駆動される構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、前記他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、前記目標スリップ値を、運転パラメーターの急激な変化に際して、若しくは急激な燃料供給或いは急激なアクセル踏み込み、若しくはESP-機構の急激な作動に際して減少させる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記駆動される構成部材は、自動車の駆動系内に含まれる円錐プーリー式伝動装置の駆動側の円錐プーリー対であり、前記他方の構成部材は被動側の円錐プーリー対であり、前記目標スリップ値ＳＳを次の式で規定し、即ち、
   ＳＳ＝ＧＳ−ｄ(Mmf/dt)×係数−ｆ(ivar)
   この場合に、
   ＧＳ＝必要に応じて運転パラメーターに依存して予め規定された基準スリップ値、
   Mmf＝駆動側の円錐プーリー対の駆動のためのエンジンのろ過されたモーメント、
   係数＝比例係数、
   ｆ(ivar)＝伝動装置変速の関数ivarである請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
9. 実際スリップ値を求めて、摩擦接続のための圧着力を、目標スリップ値と実際スリップ値との間の差が減少するように変化させる請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための装置であって、前記一方の構成部材は駆動装置によって駆動されるようになっており、かつ前記他方の構成部材は、駆動される装置の駆動のための被動部材を形成している形式のものにおいて、少なくとも駆動装置若しくは駆動される装置の少なくとも１つの運転パラメーターの規定のためのパラメーター規定装置、及び摩擦接続を生ぜしめるための変化可能な圧着力で構成部材（１０，１６）を負荷するための押圧装置（２０，２２，２４）、並びに前記運転パラメーターに依存して目標スリップ値を規定するための目標スリップ値規定装置（２８）を設けてあることを特徴とする、摩擦接続によって力伝達可能な２つの構成部材間の目標スリップを規定するための装置。
11. 前記目標スリップ値規定装置（２８）は所定の特性線を含んでおり、該特性線は、前記運転パラメーターに依存した目標スリップ値を表している請求項１０に記載の装置。
12. 実際スリップ値を求めるための実際スリップ値決定装置（３０，３２，３４）、並びに目標スリップ値と実際スリップ値との間の差が減少するように前記押圧装置を制御するための制御装置（２８）が設けられている請求項１０又は１１に記載の装置。

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