JP2009103305A - クラッチのエラーの検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの駆動ユニットを結合するためのクラッチの機能がそれにより検査可能なクラッチの診断方法および装置を提供する。
【解決手段】第２の駆動ユニット４によってトルクを供給するステップと、クラッチ６の正常状態においてクラッチ要素６８、６９は相互に当接しているがクラッチ要素６８、６９間においてトルクは伝達可能ではないクラッチ要素６８、６９の位置に対応する、クラッチの正常状態における接触点位置に対応する位置にクラッチ要素６８、６９が移動されるように、クラッチを操作するステップと、前記接触点位置の設定後に、クラッチ６を介して第２の駆動ユニット４から第１の駆動ユニット３へトルクが伝達されたかどうかを特定するステップと、並びにクラッチ６を介して所定のトルクが伝達されたことが特定されたとき、クラッチ６のエラーを検出するステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

駆動トレインにおける２つの駆動ユニット間に配置されているクラッチ特に操作クラッチのエラー機能が検出可能な方法および装置に関するものである。

例えばハイブリッド車のような複数の駆動ユニットにより駆動可能な自動車においては、駆動トレインに複数の駆動ユニットが配置され且つそれらはクラッチにより相互に結合可能である。車両の運転方式においてそれぞれ、クラッチは開放または閉鎖される。

特に油圧クラッチにおいては、エラー機能に基づき、開放状態においてクラッチ・ディスクが完全に相互に分離されず且つトルクが伝達されることがある。両方のクラッチ・ディスクが異なる速度で回転する場合、クラッチ・ディスクが研磨されることがあり、これにより、クラッチ・ディスクは摩耗される。さらに、これによって摩擦熱が発生し、この摩擦熱がクラッチおよびそれに付属の他の構造部品を破損させることがある。

したがって、クラッチのエラー機能、特に構成部品をさらに損傷させることがあるエラー機能を検出することが好ましい。

したがって、２つの駆動ユニットを結合するためのクラッチの機能がそれにより検査可能なクラッチの診断方法およびその装置を提供することが本発明の課題である。

この課題は、本願発明に係るクラッチの診断方法並びにクラッチの診断装置により解決される。
本発明の他の有利な形態が従属請求項に記載されている。

第１の態様により、第１の駆動ユニットおよび第２の駆動ユニット間に配置されている、相互方向に移動可能なクラッチ要素を備えたクラッチのエラーの検出方法が提供されている。この方法は、第２の駆動ユニットによってトルクを供給するステップと、クラッチの正常状態においてクラッチ要素は相互に当接しているがクラッチ要素間においてトルクは伝達可能ではないクラッチ要素の位置に対応する、クラッチの正常状態における接触点位置に対応する位置にクラッチ要素が移動されるように、クラッチを操作するステップと、前記接触点位置の設定後に、クラッチを介して第２の駆動ユニットから第１の駆動ユニットへトルクが伝達されたかどうかを特定（検出）するステップと、並びにクラッチを介して所定のトルクが伝達されたことが特定（検出）されたとき、クラッチのエラーを検出するステップと、を含む。

上記の方法は、クラッチが開放されているときいつでも診断が実行可能であるという利点を有している。このようにして、クラッチの故障を早期に検出すること、およびそれに対応して、車両の製品安全性を保証し且つ他の車両部品の損傷を回避するために、対応非常運転手段を開始することが可能である。さらに、エラーが検出され且つそれに対応してエラーが信号されるので、整備が簡単になる。

さらに、クラッチの操作前に第１の駆動ユニットが停止しているとき、クラッチを介して所定のトルクが伝達されたかどうかの特定（検出）が実行され、この場合、さらに、クラッチの操作後に第１の駆動ユニットが第２の駆動ユニットの駆動により動かされたとき、トルクが伝達されたことが特定（検出）されるように設計されていてもよい。特に、クラッチの操作後に第１の駆動ユニットが第２の駆動ユニットの駆動によりしきい値を超えた速度で動かされたとき、トルクが伝達されたことが特定（検出）されてもよい。

さらに、上記の方法のいずれかが、第１の駆動ユニットを遮断してから所定の時間後に、および／またはクラッチを開放してから所定の時間後に実行されてもよい。
一実施形態により、クラッチの操作前に第１の駆動ユニットがある回転速度で駆動されているとき、クラッチを介してトルクが伝達されたかどうかの検出が実行されてもよく、この場合、クラッチの操作後に第１の駆動ユニットの運動が第２の駆動ユニットの駆動により特に所定のしきい値だけ変化したとき、トルクが伝達されたことが特定（検出）される。第２の駆動ユニットがトルク制御されていてもよく、この場合、前記接触点への到達において第２の駆動ユニットの回転速度が変化したとき、クラッチのエラーが検出される。

他の態様により、相互方向に移動可能なクラッチ要素を備えたクラッチのエラーを検出するための制御ユニットが提供され、この場合、クラッチは、第１の駆動ユニットおよび第２の駆動ユニット間に配置可能である。制御ユニットは、さらに、クラッチの正常状態においてクラッチ要素は相互に当接しているがクラッチ要素間においてトルクは伝達可能ではない、クラッチの正常状態におけるクラッチ要素の位置に対応する接触点位置にクラッチ要素が移動されるように、クラッチを操作可能に、クラッチを介してトルクが伝達されたかどうかを検出可能に、およびクラッチを介してトルクが伝達されたとき、クラッチのエラーを検出可能に、形成されている。

他の態様により、クラッチのエラーの検出装置が提供されている。この検出装置は、第１の駆動ユニットおよび第２の駆動ユニットと、共通の駆動トレインにトルクを供給するために、駆動ユニットが相互に結合可能なように、第１の駆動ユニットおよび第２の駆動ユニット間に配置されている、相互方向に移動可能なクラッチ要素を備えたクラッチと、並びに上記の制御ユニットと、を含む。

さらに、第１の駆動ユニットが内燃機関を、および第２の駆動ユニットが電動機を含んでいてもよい。
他の形態により、それがデータ処理装置上で実行されたときに上記の方法を実行するプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラムが提供されている。

以下に本発明の実施形態が添付図面により詳細に説明される。

図１において、１は例えば自動車用の駆動装置を示し、この駆動装置において駆動トレイン２が２つの駆動ユニット３、４により駆動可能である。第１の駆動ユニット３は例えば内燃機関として、および第２の駆動ユニット４は電動機として形成されていてもよい。駆動トレイン２は、駆動ユニット３、４のいずれかによってのみならず両方の駆動ユニット３、４により協働で駆動されてもよい。第１の駆動ユニット３および第２の駆動ユニット４間にクラッチ６が配置されている。第２の駆動ユニット４のみによる運転においてはクラッチ６が開放されていることが好ましく、これにより、第２の駆動ユニット４は第１の駆動ユニット３を同時に回転させる必要はなく、これにより、摩擦等に基づいて動力が損失されることはない。内燃機関として形成されている第１の駆動ユニット３を介した運転においては、クラッチ６は閉鎖され且つ第２の駆動ユニット４は電動機の形で受動的に投入されているので、電動機は第１の駆動ユニット３を介して駆動されるのみである。代替態様として、電動機として形成されている第２の駆動ユニット４は、搭載電源に電流を供給するための発電機として運転されてもよい。

さらに、駆動トレイン５に、その中に存在する（図示されていない）ギア・チェンジ・クラッチを備えた変速機が設けられている。内燃機関３、電動機４並びにクラッチ６は適切な制御ユニット７を介して操作される。

図２にクラッチ６がより詳細に示されている。クラッチ６は送出シリンダ６１を有し、送出シリンダ６１内において、スピンドル駆動装置６２を介して移動可能な送出ピストン６３が油圧作動液６４を加圧する。送出シリンダ６１は適切な配管６５を介して受入シリンダ６６と結合され、受入シリンダ６６内において、油圧作動液６４の圧力により他のピストン６７が移動される。この他のピストン６７はクラッチ・ディスク６８と結合され、クラッチ・ディスク６８は他のクラッチ・ディスク６９の方向に移動可能であり、ないしはこの他のクラッチ・ディスク６９から離れる方向に移動可能である。送出シリンダ６１内に圧力センサ７０および位置センサ７１が配置され、これらのセンサを介して、第１のクラッチ・ディスク６８が第２のクラッチ・ディスク６９に圧着する力Ｆ並びにクラッチ・ディスク６８の位置が決定可能である。第１のクラッチ・ディスク６８の力および位置はスピンドル駆動装置６２の操作により決定される。スピンドル駆動装置６２は制御ユニット７により操作される。制御ユニット７は選択された駆動装置１の運転方式に応じてそれぞれクラッチ６を開閉するので、装置１例えば自動車は内燃機関運転または電動機運転で運転可能である。

油圧作動液６４内に空気等が存在するとき、スピンドル駆動装置６２と第１のクラッチ・ディスク６８との間の直接結合がもはや保証されていないようなクラッチ６の故障が発生することがある。駆動装置１の電動機運転においては、このようなエラー・ケースの場合、クラッチ６が完全に開放されているべきであるように、クラッチ６が制御ユニット７により操作されたにもかかわらず、クラッチ・ディスク６８、６９は相互に当接し且つトルクが伝達されることがある。内燃機関の同時回転のために例えば１００Ｎｍの値の切離しトルクが必要であるので、あるエラー・ケースにおいては、内燃機関が同時回転することなく、クラッチ・ディスク６８、６９が相互に摩擦し且つトルクを伝達することがある。相互に摩擦しあうクラッチ・ディスク６８、６９はこれにより摩耗され、且つ追加の摩擦熱が発生し、この摩擦熱が駆動装置１内の他の構成部品を損傷させることがある。

このようなエラー・ケースを早期に検出するために、制御ユニット７は診断方法を実行する。例えば、内燃機関駆動から電動機駆動に切り換えられたとき、即ち内燃機関が遮断されて駆動動力が完全に電動機のみによって供給される状態のときには常に診断方法が実行可能である。この切換においては、クラッチ６は、クラッチ・ディスク６８、６９が完全に相互に分離されるように操作される。

図３の流れ図はそれに続くクラッチ６の診断のための方法ステップを表わす。クラッチ６の診断は、例えば、クラッチ６が開放されたとき、即ち内燃機関３が切り離されたとき、そのたびごとにスタートされる。クラッチ６の診断は定期的な時間間隔でスタートされても、または所定の時点にスタートされてもよい。さらに、クラッチ６の診断が、最後の診断から、例えば１時間から１日の範囲内の期間のような少なくとも所定の期間が経過したとき、または前の診断においてエラーが検出されなかったときにのみ実行されるように設計されていてもよい。

ステップＳ１において診断方法がスタートしたのち、はじめに、制御ユニット７により制御されて、クラッチ・ディスク６８、６９は、第１のクラッチ・ディスク６８が接触点の位置にくるように移動される。接触点は予め行われた接触点適合により習得され、この接触点は、クラッチ・ディスク６８、６９は接触しているがなおトルクは伝達されないクラッチ・ディスク６８の位置に対応する。接触点の習得は、この診断方法とは別の通常の方法において行われ、且つ周期的にまたは所定の時点に実行される。クラッチ６が開放されているとき、クラッチ・ディスク６８、６９は接触点から相互に分離され、この場合、開放された状態におけるクラッチ・ディスク６８、６９の間隔は、接触点を求め且つ送出シリンダ６１内のピストンの位置を求めることによってわかる。

クラッチ６の検査のために、ここで、ステップＳ２において、接触点の正確な位置が求められたときに接触点に到達するようにスピンドル駆動装置６２が操作される。クラッチ６の正常な機能においては、第１のクラッチ・ディスク６８が接触点に存在していてもトルクは伝達されない。

ステップＳ３において、接触点が到達されているかどうか、または接触点が超えられているかどうかが検査される。クラッチ６が故障している場合、推定の接触点への到達において接触点が超えられてトルクが伝達される。クラッチ６を介して伝達されたトルクに基づく内燃機関３の同時回転により、このときクラッチ６のエラー機能が特定（決定）可能である。ステップＳ２における接触点への到達後に、ステップＳ３において、内燃機関３が同時に回転をしはじめたことが特定（検出）された場合、このことがステップＳ４において制御ユニット７により検出され且つエラー・メッセージが出力される。

エラー・メッセージはドライバに対する指針として出力されてもよい。代替態様または追加態様として、車両の他の部品の損傷を阻止する非常運転手段が実行されても、および／または対応エラー情報が車両制御ユニットのメモリ内に記憶されてもよい。

ステップＳ３において、接触点への到達後に内燃機関３が同時回転しないことが特定（検出）された場合、これは、ステップＳ２において接触点が僅かに超えられた場合にはトルクが伝達されるであろうことを意味している。しかしながら、伝達されるトルクは切離しトルクないしは内燃機関を駆動するために必要なトルクよりも小さくてもよい。これはクラッチ６の重大なエラー機能を導かないので、これは、ステップＳ５において、クラッチ６にはエラーがないものとして特定可能であり、その理由は、開放状態の操作においては、いずれの場合も第１および第２のクラッチ・ディスク６８、６９が相互に分離されるように第１および第２のクラッチ・ディスク６８、６９間の移動距離が選択されるからである。

上記の方法は運転中の内燃機関３において実行されてもよく、この場合、ステップＳ２によるクラッチ６の推定の接触点への到達においてトルクの伝達に基づいて運転パラメータが変化したことから、クラッチ６のエラー機能が推測可能であるためには、例えば回転速度のような内燃機関の運転パラメータがわかっていなければならない。

代替態様として、クラッチ６が開放されているときにある回転速度で回転する、トルク制御された電動機４においてもまた、接触点への到達において電動機４の回転速度が変化したとき、エラーのあるクラッチ６が推測可能である。

クラッチを介して結合可能な２つの駆動ユニットを備えた駆動トレインのブロック回路図である。 図１のクラッチ機構の詳細図である。 本発明の実施形態による診断方法を表わした流れ図である。

符号の説明

１ 駆動装置
２、５ 駆動トレイン
３ 第１の駆動ユニット（内燃機関）
４ 第２の駆動ユニット（電動機）
６ クラッチ
７ 制御ユニット
６１ 送出シリンダ
６２ スピンドル駆動装置
６３ 送出ピストン
６４ 油圧作動液
６５ 配管
６６ 受入シリンダ
６７ 他のピストン
６８ 第１のクラッチ・ディスク（クラッチ要素）
６９ 第２のクラッチ・ディスク（クラッチ要素）
７０ 圧力センサ
７１ 位置センサ
Ｆ 力
Ｓ１ 診断方法のスタート
Ｓ２ 接触点の正確な位置が求められたときに接触点に到達するようにスピンドル駆動装置を操作する
Ｓ３ 内燃機関３同時に回転を開始
Ｓ４ エラー・メッセージ出力
Ｓ５ エラーなし

Claims (10)

1. 第１の駆動ユニット（３）および第２の駆動ユニット（４）間に配置されている、相互方向に移動可能なクラッチ要素（６８、６９）を備えたクラッチ（６）のエラーの検出方法において、
   次のステップ、即ち、
   第２の駆動ユニット（４）によってトルクを供給するステップと、
   クラッチ（６）の正常状態においてクラッチ要素（６８、６９）は相互に当接しているがクラッチ要素（６８、６９）間においてトルクは伝達可能ではないクラッチ要素（６８、６９）の位置に対応する、クラッチ（６）の正常状態における接触点位置に対応する位置にクラッチ要素（６８、６９）が移動されるように、クラッチ（６）を操作するステップと、
   前記接触点位置の設定後に、クラッチ（６）を介して第２の駆動ユニット（４）から第１の駆動ユニット（３）へトルクが伝達されたかどうかを検出するステップと、
   クラッチ（６）を介して所定のトルクが伝達されたことが検出されたとき、クラッチ（６）のエラーを決定するステップと、を有することを特徴とするクラッチのエラーの検出方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   クラッチ（６）の操作前に第１の駆動ユニット（３）が停止しているとき、クラッチ（６）を介して所定のトルクが伝達されたかどうかを検出する場合、クラッチの操作後に第１の駆動ユニット（３）が第２の駆動ユニット（４）の駆動により動かされたとき、トルクが伝達されたと決定することを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   クラッチ（６）の操作後に第１の駆動ユニット（３）が第２の駆動ユニット（４）の駆動によりしきい値を超えた速度で動かされたとき、トルクが伝達されと決定することを特徴とする方法。
4. 請求項２または３に記載の方法において、
   この方法が、第１の駆動ユニット（３）を遮断してから所定の時間後に、および／またはクラッチ（６）を開放してから所定の時間後に実行されることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   クラッチ（６）の操作前に第１の駆動ユニット（３）がある回転速度で駆動されているとき、クラッチ（６）を介してトルクが伝達されたかどうかの検出する場合、クラッチ（６）の操作後に第１の駆動ユニット（３）の運動が第２の駆動ユニット（４）の駆動により特に所定のしきい値だけ変化したとき、トルクが伝達されたと決定することを特徴とする方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法において、
   第２の駆動ユニット（４）がトルク制御され、この場合、前記接触点への到達において第２の駆動ユニット（４）の回転速度が変化したとき、クラッチ（６）のエラーが検出されることを特徴とする方法。
7. 第１の駆動ユニット（３）および第２の駆動ユニット（４）間に配置されている、相互方向に移動可能なクラッチ要素（６８、６９）を備えたクラッチ（６）のエラーを検出するための制御ユニット（７）において、
   制御ユニット（７）が、
   クラッチ（６）の正常状態においてクラッチ要素（６８、６９）は相互に当接しているがクラッチ要素（６８、６９）間においてトルクは伝達可能ではない、クラッチ（６）の正常状態におけるクラッチ要素（６８、６９）の位置に対応する接触点位置にクラッチ要素（６８、６９）が移動されるように、クラッチ（６）を操作可能に、
   クラッチ（６）を介してトルクが伝達されたかどうかを検出可能に、および
   クラッチ（６）を介してトルクが伝達されたとき、クラッチ（６）のエラーを検出可能に、構成されていることを特徴とするクラッチのエラーを検出するための制御ユニット。
8. クラッチ（６）のエラーの検出装置において、
   第１の駆動ユニット（３）および第２の駆動ユニット（４）と、
   共通の駆動トレインにトルクを供給するために、駆動ユニット（３、４）が相互に結合可能なように、第１の駆動ユニット（３）および第２の駆動ユニット間に配置されている、相互方向に移動可能なクラッチ要素を備えたクラッチと、
   請求項７に記載の制御ユニット（７）と、を含むことを特徴とするクラッチのエラーの検出装置。
9. 請求項８に記載の装置において、
   第１の駆動ユニット（３）が内燃機関を、第２の駆動ユニット（４）が電動機を含むことを特徴とする装置。
10. それがデータ処理装置上で実行されたときに請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法を実行するプログラム・コードを含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム。

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