JP2006519343A - クラッチ特性曲線の補正をするための方法 - Google Patents

クラッチ特性曲線の補正をするための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、(a)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)に対応するクラッチ(K1;K2)において一定の値でクラッチ調整値を発生させる方法ステップと、
(b)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の回転数nfWがエンジン回転数nMotと等しくなるまで待機する方法ステップと、
(c)シンクロナイズ力の増加に応じてシンクロナイズ調整値の値が増加する、自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)のギヤ(G1〜G6)に対応するシンクロナイズ装置(S1〜S4)を操作する方法ステップと、
(d)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の回転数nfWがエンジン回転数nMotから乖離するシンクロナイズ調整値の値を確認する方法ステップと、
(e)確認されたシンクロナイズ調整値の値をクラッチ調整値の一定の値に対応させる方法ステップと
によって、エンジンの作動中に、特に自動車のオートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための方法に関する。クラッチ調整値の一定の値に、確認されたシンクロナイズ調整値の値に応じたシンクロナイズトルクに相当するクラッチトルクが対応させられる。

Description

本発明は、特に自動車のオートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための方法に関する。
ツインクラッチトランスミッションは、普通、第1のクラッチと1つ又は複数の奇数ギヤのギヤ歯車とが付設されている第1のトランスミッション入力軸と、第2のクラッチと1つ又は複数の偶数ギヤのギヤ歯車とが付設されている第2のトランスミッション入力軸とを備える。このように形成されたツインクラッチトランスミッションにおいて、シフト工程は、即ち、有効な作動中のギヤから次の上の又は次の下のギヤ、いわゆるターゲットギヤ、への交替は、先ず、このターゲットギヤへの投入、但し、これは、例えば、シフトスリーブ及びこのシフトスリーブと結合しているシンクロナイズ装置を介して行なうことができるが、作動中のギヤのトランスミッション入力軸に対応するクラッチの引き続く同時の切離し及びターゲットギヤのトランスミッション入力軸に対応するクラッチの閉鎖にある。即ち、動力伝達は、交互に第1又は第2のトランスミッション入力軸を介して行なわれる。
このようなシフト行程の制御が自動化される場合、相応のクラッチ調整力の制御を介して牽引力の中断及びシフトショックを回避するため、即ち、できるだけ快適な作動中のギヤからターゲットギヤへの移行を達成するために、両クラッチの摩擦値の比較的正確な把握が必要である。
摩耗、温度変化、汚れ及び他の影響に基づいて、クラッチの摩擦値は変化するので、例えば特許文献1から特性曲線の補正の形で知られているように、瞬間的な摩擦特性へのクラッチ制御の適合が望ましい。特性曲線の補正によって、それぞれのクラッチの伝達されるトルクとこのトルクに対応するクラッチ調整力もしくはこのクラッチ調整力と結び付いた制御値間の関係の変化した摩擦特性への適合が行なわれる。トルクが大きい場合、それぞれ伝達されるトルクの、従って当該クラッチの摩擦値の確認は、対応する駆動エンジンの運転パラメータ及び特性マップを介して可能である。しかしながら、20Nmよりもトルクが小さい場合、これは、不可能であるか、もしくは大きな不正確と結び付いている。しかしながら、快適な発進及びシフト工程の制御のためには、まさにこの小さい伝達トルクの領域が重要である。
特許文献2には、特に小さい伝達トルクにとって適しているオートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための方法が記載されているが、この方法の場合、先ず、自由なトランスミッション入力軸に対応するクラッチを閉鎖するための一定のクラッチ調整力が発生され、従って、自由なトランスミッション入力軸の1つのギヤに対応するシンクロナイズ装置が操作され、当該シンクロナイズ装置の操作は、後の時点で解除され、次に自由なトランスミッション入力軸の回転数の勾配が確認され、自由なトランスミッション入力軸に対応するクラッチの伝達トルクが確認され、最後に、自由なトランスミッション入力軸に対応するクラッチのクラッチ特性曲線が、クラッチ調整力及び対応する伝達トルクの値を使用して補正される。この方法は、シンクロナイズすること、即ち、自由なトランスミッション軸において、伝達されるクラッチトルクが、シンクロナイズ装置によって伝達されるトルクよりも小さいことを前提とする。その他の場合には、この方法は不正確に作動する。
独国特許出願公開第197 51 455号明細書 独国特許出願公開第199 31 160号明細書
従って、本発明の基本にある課題は、特に制御費用を軽減するオートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための選択的な方法が実現されるように、公知の方法を形成し、発展させることである。
予め示したこの課題は、特許請求項1の特徴による方法によって解決される。本発明の更なる利点及び詳細は、下位の請求項から分かる。
本発明による方法を形成し、発展させる多数の可能性がある。このため、次に先ず、特許請求項1に続く請求項の参照がなされてしかるべきである。
以下で、オートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための方法を、方法の変化を基にして図面によって詳細に説明する。
図3には、本発明による方法が適用可能である公知のツインクラッチトランスミッションGが概略的に図示されている。このツインクラッチトランスミッションGは、6つの前進ギヤG1〜G6に対応する歯車対と後退ギヤRの歯車とをそれぞれ備える。出力側では、それぞれの歯車が回転可能であり、シフト及びシンクロナイズ装置S1〜S4を介してトランスミッション出力軸W3に軸受けされているか、もしくはこの出力軸と結合可能である。シフト及びシンクロナイズ装置S1,S3及びS4は、両側が有効に形成されているのに対し、シンクロナイズ装置S2は、片側しか有効に形成されてない。入力側では、それぞれの歯車が、2つのトランスミッション入力軸W1及びW2の一方とそれぞれ固定結合されている。奇数ギヤG1,G3及びG5と後退ギヤRは、第1のトランスミッション入力軸W1に付設されており、偶数ギヤG2,G4及びG6は、第2のトランスミッション入力軸W2に付設されている。2つのトランスミッション入力軸W1及びW2は、それぞれ独立したクラッチK1もしくはK2と結合しており、このクラッチを介して、これらのトランスミッション入力軸は、駆動エンジンMと結合可能、もしくはこの駆動エンジンから分離可能である。標準的な走行の間、ギヤG1〜G6の1つが接続されており、そのギヤが付設されている相応のトランスミッション入力軸W1もしくはW2と結合しているクラッチK1もしくはK2が閉じている。
シフト工程に際しては、先ず、他の解放したクラッチK1もしくはK2に対応するターゲットギヤが接続される。次に、作動中のギヤからターゲットギヤへの移行は、同時に、作動中のギヤのクラッチの解放とターゲットギヤのクラッチの閉鎖をすることによって行なわれる。即ち、トランスミッションのパワーフローは、第1のクラッチK1、第1のトランスミッション入力軸W1及びこれに付設された歯車対、又は第2のクラッチK2、第2のトランスミッション入力軸W2及びこれに付設された歯車対のいずれかを介して交互にトランスミッション出力軸W3へと通る。本発明による方法のために、それぞれ、現在利用されてない解放したクラッチK1もしくはK2、相応の解放したトランスミッション入力軸W1もしくはW2、及び当該トランスミッション入力軸W1もしくはW2のギヤG1〜G6に対応するシンクロナイズ装置S1〜S4が利用される。
図1に図示されたオートマチックツインクラッチトランスミッションGのクラッチ特性曲線の補正をするための本発明による方法の変化形は、自動車に適用するために構成されている。クラッチ特性曲線の補正をするための方法は、2つのトランスミッション入力軸W1もしくはW2の一方の解放した、即ち現在動力伝達のために結合されてないクラッチK1もしくはK2において行なわれる。方法の実施の前に、先ず、自動車が準静止運転状態にあるかどうか、即ち、加速又は減速段階にないかどうかがチェックされる。このチェックが、否定的な結果となった場合、プログラムのステップを実施することなく、プログラムエンドへと分岐され、そこから、例えば上位の制御プログラムに逆に分岐させることができる。準静止運転状態である場合には、先ず、自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)に対応するクラッチ(K1;K2)において一定の値のクラッチ調整値が発生される。このクラッチ調整値は、例えば、クラッチ調整力FKを調整するための液圧による又は電気的な値とすることができる。これは、それぞれ使用される液圧及び/又は電気により操作可能なアクチュエータに依存する。クラッチ調整値の一定の値に応じたクラッチトルクMKは、有利なことに5Nm〜20Nmの範囲内にある。クラッチ調整値の一定の値とクラッチトルクMK間の対応は、これまで利用された特性曲線から読み取られ、この特性曲線は、補正される。解放したクラッチK1もしくはK2のクラッチトルクMKは、対応する自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2の駆動エンジンMのエンジン回転数nMotへの加速が行なわれるという結果を伴う。
その後、自由なトランスミッション入力軸W1;W2の回転数nfWがエンジン回転数nMotと等しくなるまで待機される。乾式クラッチの場合、クラッチトルクMKは、自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2が駆動エンジンMのエンジン回転数nMotにされるように、クラッチが少なくとも軽度に閉ざされるように選択することができる。湿式クラッチの場合には、ドラッグトルクは、クラッチが解放している場合でも、自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2が駆動エンジンMのエンジン回転数nMotへと連動されるような状態にある。それにもかかわらず、スリップが存在する場合には、自由なトランスミッション入力軸W1;W2の回転数nfWが十分に一定になるまで待機される。
操作すべきシンクロナイズ装置S1〜S4のギヤG1〜G6が設定される。相応のそれぞれのギヤは、それぞれ両トランスミッション入力軸のそれぞれに対して常に同一とすることができる。しかしながらまた、現在入れられている作動中のギヤに依存して次の上の又は次の下のギヤもしくはこのギヤに対応するシンクロナイズ装置が設定されてもよい。自由なトランスミッション入力軸W1;W2のこのギヤG1〜G6に対応するシンクロナイズ装置S1〜S4の操作は、シンクロナイズ調整値の値の増加に応じて増加するシンクロナイズ力で行なわれる。いわばシンクロナイズされないも同然である。当該ギヤのシフト、即ちこのギヤの投入は、回避される。シンクロナイズ装置の閉鎖が増大すると共に、増加するシンクロトルクMSyncも伝達される。シンクロトルクMSyncがクラッチトルクを超過すると、直ちに、自由なトランスミッション入力軸W1;W2の回転数nfWは、エンジン回転数nMotから乖離する。この乖離が行なわれるシンクロナイズ調整値の値が確認される。
シンクロナイズ調整値は、例えば、シンクロナイズ力FSyncを調整するための液圧による又は電気的な値とすることができる。既知の記憶された特性曲線は、シンクロナイズ調整値もしくはシンクロナイズ力FSyncとこれによって生じさせられるシンクロトルクMSync間の対応のために適用される。シンクロナイズのメカニズムも、即ちこの特性曲線も、時間と共に非常に僅かにしか変化せず、従って、クラッチ特性曲線の補正をするために適している。
次の方法ステップでは、クラッチ調整値の一定の値に、確認されたシンクロナイズ調整値の値が対応させられる。従って、特性曲線のポイントが現実化され、こうして特性曲線が補正される。
特に、クラッチ調整値の一定の値に、確認されたシンクロナイズ調整値の値に応じたシンクロナイズトルクに相当するクラッチトルクが対応させられる。対応の際に、自由なトランスミッション入力軸及び対応する共に回転する構造部分の結果として生じる摩擦もしくはドラッグトルクが考慮され得ることが分かる。
補正が行なわれる特性曲線のポイントは、一定に設けても、所定の範囲内で変化させてもよい。この範囲は、有利なことに、解放したクラッチのクラッチトルクMKoによって、またシンクロリングを保護するために超過すべきではない最大クラッチトルクMKmaxによって制限される。
本発明による方法は、特に有利なことに、湿式クラッチのドラッグトルクを確認するため及びクラッチの係合ポイントを設定する場合にこれを考慮するために適している。この場合、ドラッグトルクは、現在の運転パラメータに、ほとんどが作動油の粘度に依存しており、この粘度は、更にまた油温に依存する。ここで、本発明による方法は、先ず、第1のステップで、解放したクラッチのドラッグトルクMKoが確認され、引き続き第2のステップで、クラッチが軽度に閉じられた場合に、確認されたドラッグトルクを考慮する補正が行なわれるように使用することができる。この場合、第2のステップでは、記憶されたこれまで有効な特性曲線によりクラッチトルクMKが調整されるが、このクラッチトルクは、予め設定されたトルク差ΔMだけ第1のステップで確認された解放したクラッチのドラッグトルクMKoよりも大きい。予め設定されたトルク差ΔMは、特に極僅かなNm、例えば400Nmのクラッチ容量の場合には1〜3Nmである。調整されたこのクラッチトルクで、本発明による方法が繰り返され、調整された特性曲線のポイントは、MKで補正補正される。この方法で、湿式クラッチのクラッチ係合ポイントは、運転状態に依存して監視することができる。第1及び第2の方法ステップは、特に時間的に短く相前後して経過する。
クラッチトルクMKoで、特に湿式クラッチのドラッグトルクを確認及び考慮することができる。この場合、本発明による方法は、先ず、クラッチトルクMKoで、湿式クラッチのドラッグトルクが、即ち、クラッチが完全に解放している場合に確認され、引き続き、特性曲線の1つ又は複数のポイントで、確認されたドラッグトルクを考慮する補正が行なわれるように使用することができる。
有利なことに、本発明による方法は、規則的な時間間隔又は不規則な時間間隔で、ほとんどが予め設定された車両の走行性能に応じて繰り返される。
期待されるシンクロナイズトルク領域外にあるシンクロナイズトルクを確認した後、特にクラッチ係合ポイントの補正が行なわれる。このため、本発明による方法は、クラッチ特性曲線の他のポイントで繰り返される。
予め説明した方法を明確にするために、図2に、時間tにわたる回転数n及びトルクMの時間的な推移が、簡略化した直線化した形で図示されている。中断されてない水平な線10は、エンジン回転数nMotの推移を示す。破線20は、オートマチックツインクラッチトランスミッションGの自由なトランスミッション入力軸の回転数nfWの推移を示す。一点鎖線14は、使用されたシンクロナイズ装置S1〜S4によって発生されるシンクロトルクMSyncの推移を、また中断されてない線16は、解放したクラッチK1もしくはK2によって伝達されるトルクMKの推移を再現する。
ここでは当該自動車の準静止運転が仮定されるので、エンジン回転数nMotは、時間tにわたって一定に推移する。自由なトランスミッション入力軸の回転数nfWは、先ず、同様に一定であり、この例では、停止状態とエンジン回転数nMot間にある回転数である。時点t1で、オートマチックツインクラッチトランスミッションGの解放したクラッチK1もしくはK2は、クラッチ調整値の一定の値に応じたクラッチ調整力FKの作用下で閉ざされ、従って、解放したクラッチK1もしくはK2において、クラッチトルクMKが、自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2に伝達され、これが、出力回転数から、時点t2で達成されるエンジン回転数nMotへと自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2を加速させる。時点t3で、入れられている作動中のギヤと比べて高いギヤのシンクロナイズ装置S1〜S4が操作され、これが、自由なトランスンミッション入力軸W1もしくはW2に有効なシンクロトルクMSyncを発生させる。このシンクロトルクMSyncは、t3とt5間でランプ状に増大させられる。t4で、シンクロトルクMSyncがクラッチトルクMKを超過し、自由なトランスミッション入力軸W1;W2の回転数nfWは、エンジン回転数nMotから乖離する。この乖離が行なわれるシンクロナイズ調整値の値が確認される。
従って、解放したクラッチK1もしくはK2は、スリップ運転を始め、対応する自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2が制動され、しかも、シンクロナイズ装置の操作が再び解除され、そうして当該ギヤのシフトが回避される時点t5に至るまで制動される。更に、自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2は、本質的に倉知トルクMKの作用下で再び時点t6で達成されるエンジン回転数nMotに加速される。時点t7で、解放したクラッチK1もしくはK2は再び分離され、対応する自由なトランスミッション入力軸W1もしくはW2は、摩擦トルクの大部分の作用下で再び減速される。
本発明による方法は、特にここでは詳細に図示されてない相応の制御機器によって実現される。相応の制御機器、特に相応のトランスミッション制御機器は、ここでは、相応の電気的及び/又は電子的構造ユニットを備え、相応の信号ラインを介してシンクロナイズ装置のアクチュエータ並びにエンジンもしくはクラッチのアクチュエータと接続されている。従って、トランスミッション制御機器は、ツインクラッチトランスミッションにおけるシフト進行並びに相応のギヤの非同期化の段階を制御し、その際、エンジン軸もしくはトランスミッション入力軸の現在の回転数は、相応に設けられたここでは詳細に図示されてない回転数センサを介して、更にまた信号ラインを介して制御機器に伝送される。特に、トランスミッション制御機器は、データを処理し、かつ相応の特に補正された特性曲線を記憶するためのマイクロプロセッサを備える。
結果において、本発明による方法によって、迅速かつ快適なクラッチ特性曲線の補正が可能であり、しかも既に制御システム内に存在するコンポーネントによって可能であり、これにより、この方法は、非常に安価である。
本発明による方法の経過をフローチャートの形で示す。 本発明による方法に従った自由なトランスミッション入力軸の回転数及びトルクの時間的な推移をグラフの形で示す。 従来技術によるツインクラッチトランスミッションの構造を原理図として示す。
符号の説明
dn/dt 回転数勾配
FK クラッチ調整力
FSync シンクロ調整力
G ツインクラッチトランスミッション
G1 第1の前進ギヤ
G2 第2の前進ギヤ
G3 第3の前進ギヤ
G4 第4の前進ギヤ
G5 第5の前進ギヤ
G6 第6の前進ギヤ
K1 第1のクラッチ
K2 第2のクラッチ
M 駆動エンジン
M トルク
MK (伝達される)クラッチトルク
MSync シンクロトルク
n 回転数
nfW 自由なトランスミッション入力軸の回転数
nMot 駆動エンジンの回転数
R 後退ギヤ
S1 第1のシンクロナイズ装置
S2 第2のシンクロナイズ装置
S3 第3のシンクロナイズ装置
S4 第4のシンクロナイズ装置
t 時間、時点
t1 解放したクラッチの閉鎖開始
t2 自由なトランスミッション入力軸のエンジン回転数への初めての到達
t3 シンクロナイズ装置の操作開始
t4 エンジン回転数からの自由なトランスミッション入力軸の回転数の乖離の 開始
t5 シンクロナイズ装置の操作終了
t6 自由なトランスミッション入力軸のエンジン回転数への2回目の到達
t7 解放したクラッチの閉鎖
W1 第1のトランスミッション入力軸
W2 第2のトランスミッション入力軸
W3 トランスミッション出力軸

Claims (16)

  1. (a)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)に対応するクラッチ(K1;K2)において一定の値でクラッチ調整値を発生させる方法ステップと、
    (b)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の回転数(nfW)がエンジン回転数(nMot)と等しくなるまで待機する方法ステップと、
    (c)シンクロナイズ力の増加に応じてシンクロナイズ調整値の値が増加する、自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)のギヤ(G1〜G6)に対応するシンクロナイズ装置(S1〜S4)を操作する方法ステップと、
    (d)自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の回転数(nfW)がエンジン回転数(nMot)から乖離するシンクロナイズ調整値の値を確認する方法ステップと、
    (e)確認されたシンクロナイズ調整値の値をクラッチ調整値の一定の値に対応させる方法ステップと
    によって、エンジンの作動中に、特に自動車のオートマチックツインクラッチトランスミッションのクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  2. クラッチ調整値の一定の値に、確認されたシンクロナイズ調整値の値に応じたシンクロナイズトルクに相当するクラッチトルクが対応させられることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  3. クラッチ、特に湿式クラッチの解放に応じた第1の一定の値のクラッチ調整値のために、解放したクラッチのドラッグトルクに対応するシンクロナイズ調整値の第1の値が確認されることを特徴とする請求項1又は2に記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  4. 軽度に閉ざされたクラッチに応じた第2の一定の値のクラッチ調整値のために、軽度に閉ざされたクラッチのクラッチトルクに応じたシンクロナイズ調整値の第2の値が確認されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  5. シンクロナイズ調整値が、シンクロリングを操作するための制御値であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  6. シンクロナイズ調整値が、シンクロリングを操作するための液圧であることを特徴とする請求項3に記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  7. クラッチ調整値が、クラッチを操作するための液圧であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  8. クラッチ特性曲線の補正が、自動車が準静止状態の運転様式にある場合に実施されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  9. クラッチ特性曲線の補正が、規則的な又は不規則な時間間隔で繰り返されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  10. クラッチ調整値の一定の値が、クラッチ特性曲線の補正を繰り返す場合に変化させられることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  11. 自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の一定のギヤ(G1〜G6)に対応するシンクロナイズ装置(S1〜S4)がそれぞれ操作されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  12. 現在入っているギヤに関連して、自由なトランスミッション入力軸(W1;W2)の次の上の又は次の下のギヤに対応するシンクロナイズ装置(S1〜S4)がそれぞれ操作されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  13. シンクロナイズ装置の操作が、当該ギヤの切替えが回避されるように設定された一定のシンクロナイズ力(Fsync)で行なわれることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  14. 期待されるシンクロナイズトルク領域が相当する期待されるクラッチトルク領域([Me1,Me2])が確定されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  15. 期待されるシンクロナイズトルク領域外にあるシンクロナイズトルクを確認した後、クラッチ係合ポイントの補正が行なわれることを特徴とする請求項14に記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
  16. 第1の方法ステップで、クラッチが解放している場合の方法ステップ(a)〜(e)が実施され、その際、解放したクラッチのドラッグトルクに対応するシンクロナイズ調整値の第1の値が確認され、第2の方法ステップで、クラッチが一定に閉じている場合の方法ステップ(a)〜(e)が実施され、その際、クラッチトルクが、確認された解放したクラッチのドラッグトルクの近傍に調整されるか、このドラッグトルクよりも大きくなるように調整されることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1つに記載のクラッチ特性曲線の補正をするための方法。
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