JP2006528753A - トルク伝達ユニットを作動させる装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、トルク伝達ユニット（１０）、特に自動車の少なくとも部分的に自動化された変速機内の摩擦係合ユニットを作動させる装置であって、トルク伝達ユニットを介して動力伝達を制御するために使用されるアクチュエータ（１２）とユニット（１３）とを有する装置に関する。本発明によれば、ユニット（１３）が、トルク伝達ユニット（１０）の閉シーケンス時にアクチュエータ（１２）を、開位置から、少なくともトルク伝達ユニット（１０）の連結点まで移動するよう、高速を特徴とする第１のモードで作動させ、ユニット（１３）が、閉シーケンス時に検出された少なくとも１つの特性変数に応じて変化する時点においてアクチュエータ（１２）を次モードに切り換える。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載のトルク伝達ユニットを作動させる装置に関する。

制御可能なトルク伝達ユニットは、発進用のトルクコンバータとして、シフトシーケンス用の連結切断要素として、過負荷安全装置として、ねじりダンパとして又はブレーキとして、特に自動車に使用される。トルク伝達ユニットは、手動で、電気的及び／又は油圧的に作動されてもよい。ＤＩＮ（ドイツ工業規格）によれば、遠隔作動式、エンジン回転数作動式、トルク作動式及び／又は方向作動式トルク伝達システムの間で区別される。さらに、トルクは、基本的に非確動的に及び／又は確動的に伝達できる。非確動的伝達は、摩擦的、流体動力学的、流体静力学的、電気力学的、静電的又は磁気的伝達に分割でき、伝達の方法は互いに組み合わせることが可能である。

特許文献１は、トルク伝達ユニットを作動させるアクチュエータと制御ユニットとを有する一般的な装置を開示する。アクチュエータは、駆動機構とフォロワとによりマスタシリンダに作用する駆動モータを有し、変位センサによりフォロワの運動を記録することが可能である。マスタシリンダはスレーブシリンダに油圧配管で接続される。スレーブシリンダは、摩擦クラッチを作動させる働きをするリリースベアリングに動作可能に接続される。

磨耗、公差及び他のばらつき又は変化を補償するために、いわゆる連結点の調整が行われ、その連結点は、トルク伝達が閉シーケンス時に開始する時点によって規定される。連結点の調整は、ソフトウエアに記憶された又は使用されたクラッチ特性曲線が調整されるか、または実質的に一般的なクラッチ特性曲線により一致するように調整される方法として説明される。

この方法において、アイドリング中の内燃機関で、特にギヤが噛み合った状態及びブレーキを効かした状態で、又は伝達可能なクラッチトルクの僅かな変動が駆動条件のいかなる変化ももたらさない動作条件（例えば、特に特許文献１、１８欄の３３行目以降を参照）で、クラッチは緩やかに係合される。クラッチトルクの増加が概ね等しいエンジントルクの増加をもたらす（例えば、特に、特許文献１、１７欄の３４行目以降を参照）という発見から、現在のクラッチトルクは登録されたエンジントルクから推定できる。もし、記憶された連結点に割り当てられたクラッチ移動距離において、エンジントルクが、例えば、９Ｎｍだけ増加し、それが連結点におけるクラッチトルクに割り当てられる場合、連結点は正しく設定されるか又は正しく記憶される。そうでなければ、連結点は次のクラッチの閉シーケンスとして調整される。

独国特許出願公開第１９６ ５２ ２４４ Ａ１号明細書

本発明の具体的な目的は、開位置から閉位置へのトルク伝達ユニットの高速閉シーケンスを、少なくとも快適性に著しい不利益をもたらすことなく達成できる装置を提供することである。本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴によって達成される。他の発展形態は従属項に記載される。

本発明は、トルク伝達ユニット、特に自動車の少なくとも部分的に自動化された変速機の摩擦連結ユニットを作動させる装置であって、トルク伝達ユニットを介して動力伝達を制御するために使用されるアクチュエータとユニットとを有する装置に関する。

本発明によれば、ユニットは、トルク伝達ユニットの閉シーケンス時にアクチュエータを、開位置から少なくとも前記トルク伝達ユニット（１０）の連結点（１１）まで移動するよう、高速及び／又は高圧を特徴とする第１のモードで作動させ、ユニットは、閉シーケンス時に検出された少なくとも１つの特性変数に応じて変化する時点においてアクチュエータを次モードに切り換える。動作中に生じた一時的及び持続的な障害変数や変動、特にトルク伝達ユニット内の変動温度値及びトルク伝達ユニット内の磨耗に起因する連結点のばらつきのためによるこれらは、容易に且つ確実に補償でき、アクチュエータは高速及び／又は高圧を特徴とする第１のモードで作動できる。閉シーケンスは、容易に且つ建設的に加速でき、少なくとも概ね快適性に関するいかなる不利益も回避できる。高価な温度モデルも回避できる。さらに、トルク伝達ユニットの状態に関する結論を引き出すことが容易に可能である。シフトシーケンスの時点におけるトルク伝達ユニットの状態は、以前のシフトシーケンス又は試験運転で決定されたデータを用いる必要もなく考慮される。

本明細書において開位置という用語は、基本的に動力又はトルクがトルク伝達ユニットを介して全く伝達されない位置であると解釈される。連結点という用語は、実質的なトルク伝達が開始する時点、特に摩擦係合ユニットの方式のトルク伝達ユニットの摩擦表面が最初に接触状態となる時点であると解釈される。閉位置という用語は、基本的にトルク伝達ユニット内ですべりが全く生じない位置であると解釈される。

本発明による解決法は基本的に数多くの種類のトルク伝達ユニットの作動に適している。例えば、トルク伝達ユニットがブレーキとして設計される場合に、自動車の運転者からの制御信号に対し高速で、正確、且つ再現可能な反応が有利に達成できる。本発明の他の発展形態において、ユニットは、トルク伝達ユニットによって中立位置からドライブ位置に自動変速機をシフトするか又は自動変速機をオンに切り換える過程を実行するのに使用できる。このようなシフトシーケンスにおいてアクチュエータは第１のモードで非常に長期間作動できるので、優れた時間節約の可能性が得られる。

アクチュエータが油圧構造のものである場合、自動変速機システムにきわめて有利に一体化できる。しかしながら、基本的に、当業者が想起する、例えば、電気的又は電磁的アクチュエータのような他のアクチュエータも実施可能である。

充填段階時に、油圧アクチュエータは、ここでは特に高圧及び高閉速度を特徴とする第１のモードで作動できる。圧力室の拡大を通じて、及びピストンにより、トルク伝達ユニットの摩擦表面は、高速で一緒に、連結点において接触状態にされ、次に一緒に押圧される。充填段階と、充填段階に続く、臨界前のパワー又はトルク伝達を特徴とするパワーアップ段階の一部とが一緒になって高圧段階を形成できる。特性変数の観察を通じて、及び第１のモードの迅速な中断を通じて、望ましくない加速度値がいかなるときでも絶対に生じないようにすることが可能となる。

検出された特性変数がトルク伝達ユニット内の速度差に応じて変化する変数によって少なくとも実質的に規定される場合、この変数は特定の容易さ及び精度で決定できる。さらに、特性変数は、トルク伝達ユニットで変化するトルク伝達によって直接的に変化する。

速度差の値によって少なくとも実質的に規定された、特性変数が、閉シーケンスの開始後に経過した期間内にこの特性変数が想定した、最大の検出値の所定の割合よりも低いと直ちにユニットがアクチュエータを次モードに切り換える場合、特性変数としての値の選択を通じて、正と負との両方の速度差を均等に扱うことが可能である。さらに、最大値を特に参照することによって、高速で、快適、さらに少なくとも概ね再現可能な閉シーケンスを、速度差の変動にも関わらず、さらに特に高速で連続する開シーケンス及び閉シーケンスの場合でも、達成できる。

本発明の１つの発展形態において、特性変数は少なくとも速度差の値に大いに比例しており、次モードへの切換が起こる最大値の割合は７０％〜９５％である。このことは、初めに、第１のモードでの動作が、快適性に関し不利益を負うことなく、最大可能時間後に確実に終了できるようにする働きをし、第２に、それは次モードへの早過ぎる切り換えにつながる速度差の不規則変動の可能性を有利に回避する。

本発明の他の発展形態において、次モードは、特性変数の検出値が所定値よりも小さいときの、保持モードである。小さな速度差となった場合、快適さに不利益もなく第１のモードから保持モードに直接切り換えることが可能となり、この保持モードは、全トルク伝達及び僅かな速度差を特徴とし、さらにシフトシーケンスはこれらの場合で有利に短縮できる。

本発明の他の発展形態において、トルク伝達ユニットは、自動変速機のプレートクラッチであり、これは大きな摩擦表面を提供するのに特に有利である。

本発明によれば、さらに、ユニットは第１のモードでアクチュエータを制御し、それを次モードで調整する。このことは、第１のモードでは簡単堅牢な電子構成を用いることが有利に可能であり、さらに次モードで適応制御をトルク伝達挙動にわたりトルク伝達ユニットを介して達成できることである。

他の利点は、図面の以下の説明で詳述される。図面は本発明の１つの例示的な実施形態を表す。説明や請求項には組み合わせた多数の特徴が含まれる。当業者はまた、それらの特徴を単独で適当に検討し、他の適当な組み合わせにこれらを組み合わせることができる。

図１は、出力位置において入力シャフト３１と出力シャフト２４との間でトルクを伝達するコンバータを有する自動車用自動変速機（図示せず）内のトルク伝達ユニット１０を作動させる本発明による装置の概略図を示す。装置は、トルク伝達ユニット１０を作動させるアクチュエータ１２と制御ユニット１３とを有する。制御ユニット１３を介して自動変速機は、湿式プレートクラッチ式のトルク伝達ユニット１０によって中立位置Ｎに、及びドライブ位置Ｄ又はＲにされる。特に、制御ユニット１３は、トルク伝達ユニット１０を介して、エンジンと自動車の駆動輪との間の非確動接続を確立する作動シーケンスを制御及び調整するのに役立つ。

特性変数として使用される入力回転数１４の時間経過を検出することができるセンサ１８は、入力シャフト３１に配置される。センサ１８での入力回転数１４はスライド弁と動作磁石とを有するアクチュエータ１２を制御する制御ユニット１３によって読み出される。出力回転数２６は、既知の変速比によって自動車の速度から計算され、瞬時に行われるシフトシーケンス時は基本的に一定である。

ポンプ１９は、アクチュエータ１２のスライド弁を介して及び圧力管路２０の第２の部分を介して、圧力管路２０の第１の部分によってトルク伝達ユニット１０の圧力室２１に接続され、さらにアクチュエータ１２によって圧力室２１への油圧結合及びそれからの油圧結合の切断が行われる。圧力管路２０の第２の部分は、スライド弁からブッシュ２７、ブッシュ２７内の半径方向穴３９、出力シャフト２４の周囲溝２８に延びる接続管３２から、さらに出力シャフト２４内の第１の半径方向穴４０、軸方向穴３８及び第２の半径方向穴２９によって形成される。

概略表示の図２は、時間の関数として閉シーケンス時の、特に自動車が静止しているときの中立位置Ｎからドライブ位置Ｄへのシフトシーケンスでの入力回転数１４、出力回転数２６及びエンジン回転数３６を示す。対応するシフト信号に応答して、制御ユニット１３は、トルク伝達ユニット１０のシフトシーケンス用のアクチュエータ１２を高速及び高圧を特徴とする第１のモードで開位置から作動させる。この場合、スライド弁は、全開に移動され、圧力室２１は最大圧まで高められる。出力シャフト２４の出力回転数２６は、コンバータでの損失のためエンジン回転数３６よりも小さい入力回転数１４よりも最初は小さい。入力回転数１４はエンジン回転数３６の変動のため変動する。圧力室２１は移動ピストン２２によって拡張され、プレートクラッチ式のトルク伝達ユニット１０のプレート２３は押されて一緒にされる。

閉シーケンスの開始点３３後の入力回転数１４が想定した最大値１７は制御ユニット１３に記憶される。この目的のため、開始値は、最大値が時点３４において得られるまで入力回転数１４の現在値と共に増加される。これは現在値とこの直前に記憶された回転数値との比較によって決まる。

連結点１１において又はいわゆるキスポイントにおいて充填段階３０が終了し、プレート２３が最初に互いに接触し合い、シフトシーケンスが進むとさらに強く互いに当接し合う。このことはシフトシーケンスが進むと増加する連結点１１における初期トルク伝達を提供し、そのトルク伝達は入力回転数１４と出力回転数２６との一致につながる。終了点１６において入力回転数１４と出力回転数２６との間の速度差１５の値は、所定しきい値２５よりも大きい速度差１５の最大値１７の８０％を表す。制御ユニット１３は次にアクチュエータ１２のスライド弁を部分的に閉じ、検出入力回転数１４によって規定されたこの終了点１６においてアクチュエータ１２は、トルク伝達の調整を特徴とする次モードに切り換わる。

速度差１５’の最大値１７’がしきい値２５を超えないような入力回転数１４’の別の曲線が、点線で表される。装置は、入力回転数１４’が出力回転数２６と一致するまで第１のモードで作動され、次に制御ユニット１３は全トルク伝達を特徴とする保持モードにアクチュエータ１２を切り換える。

図３は、Ｒ−Ｎシフトシーケンス、その直後に続くＮ−Ｄシフトシーケンス又は後退時、又はＤ−Ｎ−Ｄ又はＲ−Ｎ−Ｒシフトシーケンス時の、自動変速機を備えた静止又は緩やかに走行する自動車で観察したときの、入力回転数１４の時間曲線の概略図を示す。ドライブ位置において、入力回転数１４は出力回転数２６に等しい。ドライブ位置Ｒ又はＤから中立位置Ｎへのシフトにおいて、開時点３５において制御ユニット１３はシフト信号を受信し、圧力室２１内の弁（図示せず）を開く。低下する圧力室２１内の圧力でトルク伝達ユニット１０がばね機構（図示せず）によって開位置にされる。コンバータを介しての流体動力学的結合を通じてエンジンは入力シャフト３１を加速するので、その入力回転数１４はエンジン回転数３６に同調する。

中立位置Ｎからドライブ位置Ｒ又はＤにシフトするとき、閉シーケンスの初めに制御ユニット１３はシフト信号を受信し、制御ユニット１３は第１のモードでアクチュエータ１２を作動させる。充填段階３０中に、トルクは全くトルク伝達ユニット１０を介して伝達されない。トルク伝達は、連結点１１後に開始するが、最初の時点３７まではコンバータを介して入力シャフト３１に作用するトルクよりも小さい。この時点３７前後に入力回転数１４と出力回転数２６との間の速度差１５がその最大値１７となり、後に入力回転数１４が出力回転数２６と一致する。終了点１６における速度差１５が、しきい値２５よりも大きい最大値１７の８０％の値よりも、小さい場合、制御ユニット１３がアクチュエータ１２を次モードに切り換える。

図４は、速く走行する自動車の連結シーケンスが直後に続く、連結切断シーケンス後の入力回転数１４の時間曲線を示す。開時点３５においてトルク伝達ユニット１０を開いた後、入力回転数１４はしきい値２５より下に降下する。前のドライブ位置に戻る際に、シフトシーケンスの開始３３において制御ユニット１３はシフト信号を受信し、制御ユニット１３はアクチュエータ１２を第１のモードで作動させる。充填段階３０中、トルクはトルク伝達ユニット１０を介して全く伝達されない。トルク伝達は、連結点１１後に開始するが、最初の時点３７までは、入力シャフト３１を制動するコンバータを介して入力シャフト３１に作用するトルクよりも小さい。この時点３７前後に入力回転数１４と出力回転数２６との間の速度差１５はその最大値１７となり、後に入力回転数１４は出力回転数２６と一致する。終了点１６における速度差１５の値が、しきい値２５よりも大きい最大値１７の８０％の値よりも小さい場合、制御ユニット１３がアクチュエータ１２を次モードに切り換える。

トルク伝達ユニットを作動させる装置の概略図を示す。 トルク伝達ユニットの閉シーケンス時の自動変速機の入力回転数及び出力回転数、及びエンジン回転数の時間曲線を示す。 高速Ｒ−Ｎ−Ｄシフトシーケンスの場合の入力回転数の時間曲線を示す。 運転中の高速Ｄ−Ｎ−Ｄシフトシーケンスの場合の入力回転数の時間曲線を示す。

Claims (10)

1. トルク伝達ユニット（１０）、特に自動車の少なくとも部分的に自動化された変速機の摩擦係合ユニットを作動させる装置であって、前記トルク伝達ユニット（１０）を介して動力の伝達を制御するために使用されるアクチュエータ（１２）とユニット（１３）とを有する装置において、
   前記ユニット（１３）が、前記トルク伝達ユニット（１０）の閉シーケンス時に前記アクチュエータ（１２）を、開位置から、少なくとも前記トルク伝達ユニット（１０）の連結点（１１）まで移動するよう、高速及び／又は高圧を特徴とする第１のモードで作動させ、前記ユニット（１３）が、前記閉シーケンス時に検出された少なくとも１つの特性変数（１４）に応じて変化する時点（１６）において前記アクチュエータ（１２）を次モードに切り換えることを特徴とする装置。
2. 前記ユニット（１３）は、前記トルク伝達ユニット（１０）によって、前記自動化変速機を中立位置及びドライブ位置にシフトすることができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記アクチュエータ（１２）は油圧構造のものであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の装置。
4. 検出される前記特性変数（１４）は、前記トルク伝達ユニット（１０）内の速度差（１５）に応じて変化する変数によって少なくとも実質的に規定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記ユニット（１３）は、前記速度差（１５）の値によって少なくとも実質的に規定された、特性変数（１４）が、前記閉シーケンスの開始（３３）後に経過した期間内にこの特性変数（１４）が想定した最大検出値（１７）の所定割合より小さいと直ちに前記アクチュエータ（１２）を前記次モードに切り換えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記特性変数（１４）は少なくともおおむね前記速度差（１５）の値に比例し、前記割合は７０％〜９５％であることを特徴とする請求項５あるいは６に記載の装置。
7. 前記特性変数の検出値が所定しきい値（２５）よりも小さいとき、前記次モードは保持モードであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 前記トルク伝達ユニット（１０）はプレートクラッチであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記ユニット（１３）は、前記第１のモードで前記アクチュエータ（１２）を制御し、それを前記次モードで調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置を使用する方法。

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