JP2010516953A - クラッチシステム及びクラッチシステムを制御するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチシステムを制御するための装置及び方法であって、クラッチ（４）が設けられており、該クラッチは、調節可能なクラッチ部分（４７）を有する、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の動力伝達経路の接続及び分離のための液圧的な操作ユニットを有していて、液圧接続部（３）が設けられており、該液圧接続部は、前記操作ユニットを、クラッチの外側に配置された電子液圧式のアクチュエータ（２）に接続していて、該アクチュエータ（２）の制御のための制御ユニット（１）が設けられている形式のものに関する。液圧接続部（３）は、操作ユニット及びアクチュエータの液圧的な構成部分と共に液圧システムを形成している。操作ユニットが、クラッチ部分（４７）の調節を制限する機械的なストッパ（４０）を有しており、液圧システムの圧力又はアクチュエータ（２）の制御信号を監視し、液圧システムにおける圧力又は制御信号の特徴的な変化に基づき、ストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接を検出し、これに基づき、電子液圧式のアクチュエータ（２）を制御する、及び／又は診断信号を発生させる手段（２８）が設けられていることが提案されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のクラッチシステム及び請求項８の上位概念に記載の形式のクラッチシステムを制御するための方法に関する。

このような形式のクラッチシステムは例えばボッシュ社の文献、Kraftfahrtechnisches Taschenbuchの２３版（Braunschweig；Wiesbaden：Vieweg １９９９年）の５９０頁以下により公知である。ここに示された自動クラッチシステムは、例えば、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の動力伝達経路を接続及び分離するための液圧的な操作ユニットと、この操作ユニットと電子液圧式アクチュエータとの間の液圧的な接続部と、アクチュエータの制御のための制御ユニットとを有している。このようなシステムでは、クラッチにおける摩擦モーメントをできるだけ正確に制御できるように、クラッチの操作ユニット若しくはレリーズ装置における距離を検知する必要がある。クラッチの液圧的な操作ユニットの制御のためにはこのようなシステムでは電子液圧式アクチュエータが使用される。公知の装置は、操作ユニットの調節可能なクラッチ部分の調節距離を検出するためのセンサを有しており、このようなセンサは手間のかかる方法でクラッチに組み込まれている。

しかしながらコストと構成スペースの理由で、操作ユニットにセンサを有していない使用例もある。調節可能なクラッチ部分の調節はこの場合、間接的に、電子液圧式アクチュエータにより検出される。このアクチュエータはこのために、設定可能な作動距離ぶんだけ調節可能なアクチュエータ作動部材と、絶対的な又はインクリメンタルな距離センサをアクチュエータに有しており、そのゼロ位置は例えば、アクチュエータ作動部材の機械的なストッパにより規定される。このような形式のシステムは、液圧接続部、及びこれに接続する、アクチュエータと操作ユニットにおける液圧的な構成部分における液圧流体が圧縮され得ないものであり、漏れが生じないことが前提条件である。このような理想的な前提条件下で、アクチュエータ作動部材がとる距離が、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の動力伝達経路の接続及び分離のために調節可能なクラッチ部分がとる距離に直接比例していることが前提である。アクチュエータ作動部材の作動距離とクラッチ部分の調節距離との間の比は、液圧的な変換比として示される。

発明の開示
発明の利点
先行技術により公知のクラッチシステムでは、例えば漏れや気泡、弾性の変化、温度変動、アクチュエータの距離検出部及びクラッチの液圧的な操作ユニットの間の液圧的な接続部へのその他の影響のような外乱により、アクチュエータ作動部材の距離検出装置によって間接的に検出される、調節可能なクラッチ部分の位置が、クラッチ部分の実際の位置に相応しないことが示されている。この結果、クラッチの液圧的な操作ユニットにより調節可能なクラッチ部分では、クラッチの開閉のために必要な距離が調節されず、これによりクラッチは例えば、必要以上に頻繁に摩耗され、すぐに壊れてしまう恐れがある。さらに、クラッチは、大きすぎるレリーズ距離により損傷されることがある。

独立請求項１の特徴を有した本発明によるクラッチシステム若しくは独立請求項８の特徴を有したクラッチシステムを制御するための方法では上記欠点を解消することができる。このために、クラッチの操作ユニットは、クラッチ部分の調節を制限する機械的なストッパを有している。さらに、液圧システムにおける圧力又はアクチュエータの制御信号、例えば電子液圧式アクチュエータの電動モータによる電流を監視し、液圧システムにおける圧力又は制御信号の特徴的な変化に基づき、ストッパへのクラッチ部分の当接を検出する手段が設けられている。ストッパへのクラッチ部分の当接の検出は、この場合、例えば有利にはアクチュエータに配置されている圧力センサ、又は電子液圧式アクチュエータの電動モータにおける電流の評価により行われる。このために必要なセンサ及び／又は評価手段は有利には、クラッチから離されて、手間のかからない場所に配置することができる。従って、操作ユニットにおけるコストのかかるセンサは省くことができる。このことは極めて有利である。何故ならば、クラッチの操作ユニットにおいて、センサのためには臨界的な環境条件が存在し、ここではセンサによって重要な構成スペースが失われてしまうからである。

規定されたストッパへのクラッチ部分の当接を検知することにより、有利には、液圧的な接続部におけるエラーの影響を排除しながらアクチュエータの制御ユニットにおけるクラッチ状態の妥当化が行われる。これにより得られた情報は制御ユニットにおいて、有利には、アクチュエータその後の制御のために制御を適合させるために、又は診断信号を発生させるために使用される。

本発明の有利な構成及び別の構成は、従属請求項に記載の措置により可能である。

電子液圧式のアクチュエータが、設定可能な作動距離ぶんだけ調節可能なアクチュエータ作動部材を有していて、アクチュエータ作動部材の作動距離を検出し、制御ユニットに伝達する手段が設けられていると有利である。圧力センサによって検出された、液圧システムにおける圧力又はアクチュエータの電動モータによる検出された電流の値は、ストッパに当接する際に著しく上昇する。このような上昇が生じるアクチュエータ作動部材の作動距離は、例えば液圧接続部、接続部材、シール部材における弾性のような全てのシステムの影響下で、ストッパの位置を表し、アクチュエータにおける距離規定のために、ひいては確実なクラッチ操作のために、次のクラッチ操作の際に使用される。

制御ユニットは、メモリを有していてよく、該メモリには、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材の作動距離との間の関係が記憶されていて、該関係は、アクチュエータを制御するために使用される。この関係は例えば、メモリに記憶された特性線であって良い。制御ユニットにおいて検出されたストッパへのクラッチ部分の当接は、特に有利には、制御ユニットにおいて、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材の作動距離の間の関係の適合のために使用される。クラッチ操作部材と、アクチュエータ作動部材の作動距離との関係は、液圧システムにおける圧力又はこれにより影響される値とアクチュエータ作動部材の作動距離との関係であって良い。

さらに有利には、ストッパへのクラッチ部分の当接が検出された際に、存在するアクチュエータ作動部材の作動距離のための値又はそれから導き出された量を、少なくとも１つの閾値と比較し、少なくとも１つの閾値が超過された際には診断信号としてのエラー信号を発する手段が設けられている。本発明のこのような構成は、アクチュエータ作動部材が所定の安全な範囲の外側にある作動距離位置にある際に、クラッチ部分の当接が検知されると、クラッチシステムにおける深刻なエラー（例えば大量の気泡）が存在するという考えに基づく。従って当接点の算出は診断目的でも使用される。

クラッチの操作ユニットにおける機械的なストッパが、クラッチの開放時及び、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の力の流れが遮断された際に、クラッチ部分の調節を制限するように形成されていると特に有利である。これにより有利には、クラッチが規定の位置「クラッチの確実な開放」にある場合に、クラッチ部分がストッパに当接される。

本発明によるクラッチシステムの構成全体を概略的に示した図である。 電子液圧式のアクチュエータを拡大して示した図である。 クラッチの液圧的な操作ユニットの詳細を拡大して示した図である。 クラッチ操作とアクチュエータ作動部材の作動距離との間の関係を示した図である。

発明の実施の形態
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。

図１には、自動クラッチシステムが概略的に示されている。このクラッチシステムは制御ユニット１を有しており、該制御ユニットは例えば制御装置内に配置されていて、データバス１１、例えばＣＡＮバスを介して、電気液圧式アクチュエータ２に電気的に接続されている。電気液圧式アクチュエータ２の液圧的な接続部は液圧的な接続部３を介してクラッチ４に接続されている。

クラッチ４はクラッチ入力側４２とクラッチ出力側４１とを有している。これらは動力伝達経路の接続及び分離のために互いに連結可能である。このためにクラッチは液圧的な操作ユニットを有していて、この操作ユニットは、例えばクラッチばね４４を介してプレッシャプレート４３に連結されているレリーズベアリング４５を負荷する。プレッシャプレート４３はクラッチばね４４によってクラッチディスク４１ａに押し付けられていて、クラッチディスク４１ａはフライホイール４２ａに押し付けられ、これによりクラッチ入力側４２（入力軸）がクラッチ出力側４１（出力軸）に機械的に結合される。ここに示したクラッチの構成は一例であり、別の構成も考えられる。クラッチは有利には分離クラッチとして、有利には自動車、特にハイブリッド駆動装置を有した自動車の自動液圧式クラッチシステムに、回転運動可能な入力軸を、回転運動可能な出力軸に接続するために組み込み可能である。

クラッチ４は液圧式の操作ユニットを有していて、この操作ユニットは図３に詳しく示されている。操作ユニットは、液圧式のスレーブシリンダ４６を有しており、このスレーブシリンダ４６は軸４８上に支承されていて、軸４８に沿って摺動可能に支承されていてレリーズベアリング４５に結合されているクラッチ部分４７を負荷する。スレーブシリンダ４６は接続部４９を介しては液圧接続部３に接続されていて、液圧媒体を充填可能である。スレーブシリンダ４６内の液圧的な圧力により、クラッチ部分４７に力が加えられ、これによりクラッチ部分４７は軸４８に沿って摺動し、図１のクラッチのレリーズベアリング４５を操作する。図３に示したように、軸４８にはストッパ４０が設けられており、該ストッパはクラッチ部分４７の最大の調節距離を制限する。これによりとりわけ、クラッチ部分４７がスレーブシリンダ４６から外へ出され過ぎないことが保証される。図示した有利な実施例では、ストッパ４０は、クラッチ部分４７がストッパ４０に当接すると、クラッチが確実に開放した状態に維持され、動力伝達経路が遮断されるように形成されている。上記措置により、クラッチ部分４７がストッパ４０に当接することにより、クラッチが所定の状態をとる、例えば「確実に開放された」状態をとるような調節距離を進むことができる。しかしながら原則的には、ストッパ４０を、クラッチが別の所定の状態をとるように形成することも可能である。

液圧接続部３の、クラッチ４に接続されていない端部は、距離検出装置と圧力センサを備えた電子液圧式アクチュエータ２に接続されている。このようなアクチュエータ２は例えば図２に示されている。アクチュエータ２は、制御ユニット１によって制御可能な電動モータ２１を有している。電動モータ２１は例えばねじ山を備えたスピンドル２３を駆動し、スピンドル２３は、雌ねじ山を備えたスライダとしてスピンドル２３上に配置されているアクチュエータ作動部材２４を作動させる。アクチュエータ作動部材２４は付加的にばね２５の力によって負荷することができ、マスタシリンダ２７内に支承されている液圧ピストン２２に作用する。電動モータ２１の操作により、マスタシリンダ２７内の圧力は上昇又は下降される。マスタシリンダ２７は接続部２６を介して液圧接続部３に接続されている。図２に示されたアクチュエータ２は、アクチュエータ作動部材２４の作動距離を検知するためのさらに１つの距離検出装置３０を有している。この距離検出装置３０は例えばＣＡＮバスを介して制御ユニット１に接続されている。アクチュエータ作動部材２４のために、アクチュエータ内にはストッパ２９が形成されている。アクチュエータ作動部材２４がストッパ２９に当接することにより、アクチュエータ作動部材２４の作動距離のゼロ位置を検出することができる。図１に示された制御ユニット１と距離検出装置３０によって、アクチュエータ２における所定の作動距離が設定可能である。

アクチュエータ２の液圧的な構成部分とクラッチの操作ユニット、即ち、アクチュエータ２のマスタシリンダ２７とクラッチのスレーブシリンダ４６とは液圧接続部３と共に１つの液圧システムを形成している。アクチュエータ作動部材２４の調節により、液圧システムの液圧変換を介して、クラッチ４の操作ユニットのクラッチ部分４７が調節される。クラッチ部分４７の調節はこの場合、クラッチの操作ユニットと、アクチュエータ作動部材２４の作動距離との間の液圧的な変換に依存している。制御ユニット１はメモリ１２を有しており、このメモリ１２には例えば、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材２４の作動距離との間の関係が特性線として記憶されている。このような関係は例えば図４に示されている。図４に示したグラフでは、ｙ軸上に液圧システムの圧力ｐが記載され、ｘ軸上にアクチュエータ作動部材２４の作動距離が記載される。制御ユニット１は、特性線（図４における実線）により、クラッチが、液圧システムにおける圧力ｐに応じた所望の状態をとるためにアクチュエータ２においてセットされなければならないアクチュエータ作動部材２４の作動距離を算出する。図４に示したように、圧力ｐはこのような例では、アクチュエータ作動部材２４の作動距離ｓが増大すると、クラッチ部分４７が機械的なストッパ４０に達するまでは減少する。この点までは、圧力経過は、クラッチに設けられた皿ばねの特性により設定されている。クラッチ部分４７がストッパ４０に達するとすぐに、圧力ｐは、作動距離ｓの増大の際に突然上昇する。

例えば漏れや、液圧システムにおける気泡の侵入というような不都合な、変化するシステム特性のもとでは、クラッチ部分４７の調節はもはや、アクチュエータ作動部材２４の作動距離に直接比例するものではない。従って例えば漏れは、継続的に上昇する液圧的な距離変換を結果として招く。これにより、液圧とアクチュエータ作動部材２４の作動距離との間の関係はずれる。このことは図４に点線で示されている。ここでは、クラッチ部分４７がストッパ４０に当接することにより引き起こされる、特性線における屈曲部がなければ、実線で示したもともと規定された経過は、点線で示した実際の経過と相違ないこともわかる。システムに侵入した気泡により、図４に示したカーブの経過は一点鎖線に相応してずれる。この際には経過がずれるだけではなく、線は、ソフトなゆっくりとした上昇の経過を有している。

従ってアクチュエータに設けられた距離検出装置３０を介して、妥当化後しかクラッチ部分４７の調節に関する、即ちクラッチ操作に関する信頼のおける情報は形成されない。このためには均一な間隔又は不均一な間隔をおいて、クラッチ部分４７は、アクチュエータ２の相応の操作によりストッパ４０に当て付けられる。これは有利にはクラッチが開かれている際に、即ち入力側と出力側の間の動力伝達経路が遮断されている場合に行われる。電子液圧式のアクチュエータ２は例えば圧力センサ２８を有していることができ、この圧力センサ２８によって、液圧システムにおける圧力が監視される。アクチュエータに圧力センサが形成されていると特に有利である。しかしながら圧力センサは、液圧接続部３又は液圧接続部３に接続された液圧構成部分に配置されていても良い。圧力センサ２８によって検出された圧力は、評価手段を備えた制御ユニット１に伝達され、圧力の特徴的な変化（圧力が急激に上昇し始める）に基づき、クラッチ部分４７がストッパに達したことを検出する。同時に、制御ユニット１には距離検出装置３０を介してこの時点でアクチュエータ作動部材２４の瞬間的な作動距離に関する情報が存在する。制御ユニット１に存在する情報により、制御ユニット１は例えば、記憶されている圧力・作動距離経過を、距離検出装置３０と圧力センサ２８を介して検出された実際の圧力・作動距離経過と比較して、ずれを検出する（妥当化）。ずれが生じている場合には、例えば、アクチュエータの制御のために使用される特性線が、実際の値に応じて修正される。これにより、修正された特性線が、変化した液圧的な距離変換に適合されるので、その後の操作の際にはクラッチは、アクチュエータ２の制御によって規定された状態に存在することができる。

別の実施例では、液圧システムの圧力ではなく、アクチュエータ２の制御信号が監視されても良い。例えば、アクチュエータ２の電動モータ２１による電流の強さを監視することもできる。この場合、アクチュエータ２又は制御ユニット１にはこのために適した手段を設ける。クラッチ部分４７がストッパ４０に当接すると、電流の特徴的な上昇が生じ、これに基づき制御ユニット１はクラッチ部分４７の当接点を検出する。

別の実施例では、クラッチ部分４７の当接点の検出が、クラッチ運転中の診断目的で使用されている。従って制御ユニット１は、例えば、クラッチ部分４７がストッパ４０に当接した際に検出されるアクチュエータ作動部材の作動距離を閾値と比較し、超過の際にはエラー信号を発生させ、このエラー信号は例えば自動車の運転者に表示される。勿論、クラッチ部分４７がストッパに当接した際に検出されるアクチュエータの作動距離から導き出された値を使用することもできる。従って例えば、クラッチ部分４７の当接した際に検出されたアクチュエータ２の作動距離と、このようなクラッチ状態のためにもともと記憶されていたアクチュエータ２の作動距離との差を、閾値と比較するか、又は、検出された圧力・作動距離経過を、記憶されている圧力・作動距離経過と比較することもでき、大きなずれがある場合にはエラー信号が発生させられる。

図４に示した圧力・作動距離経過の正確な評価、又は制御ユニット１における電流強さ・作動距離経過の正確な評価により、診断信号が発生され、この信号は、液圧接続部３における漏れ又は気泡の侵入が生じているかを表示する。

Claims (14)

1. クラッチシステムであって、クラッチ（４）が設けられており、該クラッチは、調節可能なクラッチ部分（４７）を有する、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の動力伝達経路の接続及び分離のための液圧的な操作ユニットを有していて、液圧接続部（３）が設けられており、該液圧接続部は、前記操作ユニットを、クラッチの外側に配置された電子液圧式のアクチュエータ（２）に接続していて、該アクチュエータ（２）の制御のための制御ユニット（１）が設けられており、液圧接続部（３）は、操作ユニット及びアクチュエータの液圧的な構成部分と共に液圧システムを形成している形式のものにおいて、
   操作ユニットは、クラッチ部分（４７）の調節を制限する機械的なストッパ（４０）を有しており、液圧システムの圧力又はアクチュエータ（２）の制御信号を監視し、液圧システムにおける圧力又は制御信号の特徴的な変化に基づき、ストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接を検出し、これに基づき、電子液圧式のアクチュエータ（２）を制御する、及び／又は診断信号を発生させる手段（２８）が設けられていることを特徴とする、クラッチシステム。
2. 電子液圧式のアクチュエータ（２）が、設定可能な作動距離（ｓ）ぶんだけ調節可能なアクチュエータ作動部材（２４）を有していて、アクチュエータ作動部材の作動距離を検出し、制御ユニット（１）に伝達する手段（３０）が設けられている、請求項１記載のクラッチシステム。
3. 制御ユニット（１）がメモリ（１２）を有しており、該メモリには、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）との間の関係が記憶されていて、該関係は、アクチュエータを制御するために使用され、検出されたストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接が、制御ユニット（１）において、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材の作動距離の間の関係の適合のために使用される、請求項２記載のクラッチシステム。
4. クラッチ操作部材と、アクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）との関係が、液圧システムにおける圧力（ｐ）又はアクチュエータ（２）の制御信号とアクチュエータ作動部材の作動距離（ｓ）との関係である、請求項３記載のクラッチシステム。
5. ストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接が検出された際に、存在するアクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）のための値又はそれから導き出された量を、少なくとも１つの閾値と比較し、少なくとも１つの閾値が超過された際にはエラー信号を発する手段が設けられている、請求項２記載のクラッチシステム。
6. 制御信号が、電子液圧式のアクチュエータ（２）の電気的な駆動ユニット（２１）のための電流信号である、請求項１から５までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
7. 操作ユニットの機械的なストッパは、クラッチの開放時及び、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の力の流れが遮断された際に、クラッチ部分（４７）の調節を制限する、請求項１から６までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
8. クラッチシステムを制御するための方法であって、クラッチ（４）が設けられており、該クラッチは、調節可能なクラッチ部分（４７）を有する、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の動力伝達経路の接続及び分離のための液圧的な操作ユニットを有していて、液圧接続部（３）が設けられており、該液圧接続部は、前記操作ユニットを、クラッチの外側に配置された電子液圧式のアクチュエータ（２）に接続していて、アクチュエータ（２）の制御のための制御ユニット（１）が設けられており、液圧接続部（３）は、操作ユニット及びアクチュエータの液圧的な構成部分と共に液圧システムを形成している形式のものにおいて、
   操作ユニットは、クラッチ部分（４７）の調節を制限する機械的なストッパ（４０）を有しており、液圧システム又はアクチュエータ（２）の制御信号を監視し、液圧システムにおける圧力又は制御信号の特徴的な変化に基づき、ストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接を検出し、これに基づき、電子液圧式のアクチュエータ（２）を制御する、及び／又は診断信号を発生させることを特徴とする、クラッチシステムを制御するための方法。
9. 電子液圧式のアクチュエータ（２）が、設定可能な作動距離（ｓ）ぶんだけ調節可能なアクチュエータ作動部材（２４）を有していて、アクチュエータ作動部材の作動距離を検出し、制御ユニット（１）に伝達する、請求項８記載の方法。
10. 制御ユニット（１）がメモリ（１２）を有しており、該メモリには、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）との間の関係が記憶されていて、該関係を、アクチュエータを制御するために使用し、検出されたストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接を、制御ユニット（１）において、クラッチ操作とアクチュエータ作動部材の作動距離の間の関係の適合のために使用する、請求項９記載の方法。
11. クラッチ操作部材と、アクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）との関係が、液圧システムにおける圧力（ｐ）又はアクチュエータ（２）の制御信号とアクチュエータ作動部材の作動距離（ｓ）との関係である、請求項１０記載の方法。
12. ストッパ（４０）へのクラッチ部分（４７）の当接が検出された際に、存在するアクチュエータ作動部材（２４）の作動距離（ｓ）のための値又はそれから導き出された量を、少なくとも１つの閾値と比較し、少なくとも１つの閾値が超過された際にはエラー信号を発する、請求項９記載の方法。
13. 制御信号が、電子液圧式のアクチュエータ（２）の電気的な駆動ユニット（２１）のための電流信号である、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 操作ユニットの機械的なストッパ（４０）が、クラッチの開放時及び、クラッチ入力側とクラッチ出力側との間の力の流れが遮断された際に、クラッチ部分（４７）の調節を制限する、請求項８から１３までのいずれか１項記載の方法。

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