JP2016525190A - 自動クラッチ較正 - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチ較正の必要性を自動検知する方法であって、前記方法は、内燃機関（１０２）を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値をデータメモリに記録しかつ格納すること；その後の内燃機関の始動に関連して前記クラッチ作動パラメータに対応する値を記録すること；及び、前記クラッチ作動パラメータの格納されている値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合にクラッチ較正の必要性を判定すること、を含む。本発明は前記方法を実行するコンピュータプログラム、同様に該方法によりクラッチ較正の必要性を自動的に検出するクラッチシステムに関する。【選択図】図４

Description

本開示は、クラッチ較正の必要性を自動検知する方法に関する。本開示はまた、クラッチ較正の必要性を自動的に検出するクラッチシステムに関する。本開示は、特に車両の摩擦クラッチシステムの分野において有利である。

シングルクラッチあるいはデュアルクラッチを有する自動化手動変速機ＡＭＴにおいて、クラッチは電気機械的クラッチアクチュエータによって操作され、変速機の内部の変速操作は一つあるいは複数の電気機械的変速アクチュエータによって行われる。電気機械的アクチュエータは電子制御装置によって制御されるが、その電子制御装置はシフトポジションを完全に自動制御する。滑らかでジャークのないギアチェンジを確実にするために、制御装置は、正しいタイミング及び駆動力の大きさで電気機械的アクチュエータを制御すべく、クラッチ及び変速機の正確な作動パラメータにアクセスすることが重要である。例えば、特許文献１は、新車のクラッチ、又はクラッチの保守、点検あるいは修理の後における自動クラッチの係合の適合に関連している。しかしながら、クラッチの保守、点検あるいは修理の後にクラッチの適合が実行されず、滑らかでないギアチェンジにより運転の快適さが低下するリスクが常にある。したがって、上述の欠点を取り除く改良された解決策の必要がある。

米国特許出願公開第２００５／０１９２１５５号明細書 国際公開第２０１２／０８３９７６号

本開示の目的は、クラッチ較正の必要性を検出する方法をもたらすことにより、前述した課題を回避できるようにすることにある。この目的は、請求項１の特徴により達成される。

本開示は、クラッチ較正の必要性を自動検知する方法に関する。この方法は、
− 内燃機関を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値をデータメモリに記録しかつ格納する段階；
− その後の内燃機関の始動に関連してクラッチ作動パラメータに対応する値を記録する段階；及び、
− クラッチ作動パラメータの格納されている値とクラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合に、クラッチ較正の必要性を判定する段階、
を含む。

この着想は、内燃機関の停止と内燃機関の始動との間にクラッチ特性が実質的に変化しているかどうかを、停止の前にあるいはそれに関連して格納されたクラッチ作動パラメータの値と、引き続く内燃機関の始動に際して記録されるクラッチ作動パラメータの対応値とを比較することによって、検出することにある。内燃機関の停止と内燃機関の始動との間にクラッチ特性が実質的に変化することの理由は、通常は、例えば一つあるいは複数のクラッチプレート、プレッシャプレート若しくはサポートプレートといった、クラッチの一つあるいは複数のプレートが交換されることによるものである。クラッチプレートは、発進及びギアシフトの間に摩耗するので、定期的に交換しなければならない。この交換は、車両の内燃機関を停止させて行われる。しかしながら、摩耗したクラッチプレートを新しいプレートに交換することはクラッチ特性を実質的に変化させる。主として、クラッチの作動位置、例えばクラッチがトルクの伝達をそれぞれ開始しあるいは停止し並びにクラッチが完全に係合する位置であるクラッチの係合位置あるいは解放位置が、位置ずれする。「完全に係合する」とは、当該ドライブトレーンにおける特定のクラッチ構造において、そのクラッチがトルクを伝達する最大の度合いを意味する。トルク伝達の最大の度合いは、例えばクラッチプレートを互いに向けて強制的に押し付ける締結力の大きさによって決まる。

クラッチ特性が実質的に変化するときは、通常はクラッチプレートを交換した場合であるが、ギアシフトの際に良好な運転の快適さが得られるように、かつ内燃機関がストールするリスク、あるいはギヤが噛み合うときにアクセル操作なしに高い推進トルクが生じることを避けるべく、増加したクラッチプレートの厚みに制御装置を適合させるクラッチ較正が必要となる。アクセル操作無しに高いトルクが生じることは極めて危険である。車両が意図せずに前方にあるいは後方に移動して、誰かに衝突しあるいは何かに突っ込むリスクがあるからである。認可された技術者によってクラッチプレートが交換される場合、引き続くクラッチ較正プロセスは一般的にその技術者によって命令される。しかしながら、認可された技術者が何らかの理由によって較正を省略し、又は較正が必要であるという知識を持たない認可されていない人物によってクラッチプレートの交換が実行され、若しくは何らかの理由によって較正が省略されるというリスクが常に存在する。そして、前述したように、クラッチプレートを交換した後のクラッチ較正を省略することは重大な結果となり得る。開示される方法の一つの利点は、内燃機関を始動する際にクラッチ較正の必要性の自動的な検知をもたらすので、誤ったクラッチ較正による事故及び／又は内燃機関のストールのリスクを低下させる点にある。理論的にはクラッチプレートの交換がいずれかの停止の間に生じ得るので、この方法は、好ましくはあらゆる内燃機関の停止及び始動に関連して適用される。

本開示は、方法を実施するための対応するコンピュータプログラム、対応するコンピュータプログラム製品、及び対応するコンピュータシステムに更に関する。本開示はまた、摩擦クラッチと電子制御装置を備えるクラッチシステムであって、その制御装置が、
− 内燃機関を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値を、データメモリに記録しかつ格納する段階；
− その後の内燃機関の始動に関連してクラッチ作動パラメータに対応する値を記録する段階；及び、
− クラッチ作動パラメータの格納されている値とクラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合にクラッチ較正の必要性を判定する段階、
を実行することにより、クラッチ較正の必要性を自動的に検出するようにプログラムされているクラッチシステムに関連する。

更なる利点は、従属クレームの一つあるいはいくつかの特徴を実施することによって達成される。

選択されるクラッチ作動パラメータは、クラッチ、特にクラッチプレート、プレッシャプレートあるいはサポートプレートのうちの少なくとも一つの摩耗状態を多かれ少なかれ感知し得るものであることが好ましい。選択するクラッチ作動パラメータが摩耗に対してより敏感であるほど、クラッチ較正の必要性をより正確にかつより確実に判定することができる。

クラッチ作動パラメータの値は、好ましくはクラッチ特性曲線に沿ったクラッチの作動位置から導き出される。クラッチの作動位置は、クラッチの摩耗状態についての良好かつ比較的容易に記録される指標である。好ましくは、クラッチ作動パラメータは、クラッチ特性曲線に沿ったクラッチ作動位置に直接的に対応する。

開示される方法におけるクラッチ作動パラメータの格納値は、クラッチが係合している位置、クラッチ係合位置あるいはクラッチ解放位置から導き出すことができる。クラッチが係合している位置においては、サポートプレート及びプレッシャプレートが、通常は中間のクラッチプレートを介して互いに当接し、クラッチのトルクを伝達する能力は最大である。クラッチ係合位置は、最初は解放していたクラッチが作動してトルクを伝達し始める物理的な位置である。逆も又同じで、クラッチ解放位置は、最初は係合していたクラッチが解放されてトルクの伝達を停止する物理的な位置である。クラッチの係合位置及びクラッチの解放位置はプレッシャプレートの同じ物理的な位置に対応し得るが、ヒステリシスの影響が存在する場合、それらは別個の位置に対応する。好ましくは、開示される方法においては、クラッチが係合している位置が用いられる。クラッチが係合している位置を見いだすことは迅速かつ容易であるからである。クラッチの係合位置あるいは解放位置を見いだすこともまた可能であるが、クラッチプレートの締付圧を検出するために、例えばクラッチプレートに関連する圧力センサが必要である。クラッチが解放した状態において、クラッチプレートの締付圧はゼロである。解放状態から開始する場合、プレッシャプレートをサポートプレートに向けて移動させると、圧力センサがゼロより大きいクラッチプレート締付圧を検出する時点においてクラッチは係合位置に達する。解放位置を見いだすためには、クラッチの締付圧が高くて、プレッシャプレートをサポートプレートから離間させている、クラッチが係合した状態で開始することが適切である。クラッチの解放位置は、クラッチプレートの締付圧がゼロに達したことを圧力センサが検出したときに見いだされる。

クラッチの係合位置あるいは解放位置を見いだす他の可能な方法は、車両の変速機の入力軸、すなわちドライブトレーンの主クラッチの下流側にある軸の回転速度を感知し得る角度センサを用いることである。クラッチの係合位置は、以下の手順によって見いだすことができる。最初は、クラッチは解放した状態にあり、入力軸は静止している、すなわち回転しておらず、クランクシャフト、すなわち主クラッチの上流側の軸は回転している。プレッシャプレートをサポートプレートに向けて移動させる。クラッチがトルクを伝達し始めるにつれて、トルクがクランクシャフトから入力軸に伝達され、入力軸は回転し始める。結果的に、入力軸が回転し始めたことを回転センサが検出した時点において、クラッチがその係合位置に到達したと結論することができる。クラッチ解放位置を見いだすためには、クランクシャフトの回転速度を感知し得る追加の回転センサが必要である。最初は、クラッチは係合状態でなければならず、クランクシャフト及び入力軸はゼロとは別個の共通の速度で回転しなければならない、すなわち２つの回転センサは同じ値を読み込まなければならない。プレッシャプレートは、サポートプレートから離間する。クラッチがトルク伝達を止めるにつれて、入力軸は減速し始め、その回転速度はクランクシャフトの回転速度と異なり始める。結果的に、クランクシャフト及び入力軸の異なる回転速度を回転センサが検出し始めた時点において、クラッチがその解放位置に到達したと結論することができる。回転センサを用いてクラッチ係合位置及び解放位置を見いだすための説明した手順の間、車両を静止したままとするために、入力軸は変速機出力軸から切り離さなければならない。あるいは、格納されるクラッチ作動位置は、一定の係合圧及び／又は一定のトルク伝達値に対応し得る。その係合圧は、上述したクラッチプレートの締結圧に対応するとともに、クラッチプレートに関連する圧力センサによって測定することができる。トルク伝達値は、トルクセンサ、例えば変速機の入力軸上に配置された歪みゲージで測定することができる。歪ゲージは入力軸の変形を測定し、その変形からトルクが推測される。

この方法はまた、クラッチ較正の必要性が判定された場合に自動的なクラッチ較正を実行することを含み得る。その較正の必要性は現に検出されたものではなく、必要とされている較正が完了される。したがって、較正されていないクラッチに関係する上述したリスク及び不便が除去される。

さらにまた、この方法は、駆動トルクを伝達すべくクラッチの使用を可能にする前に、自動的なクラッチ較正を実行することを含み得る。その利点は、較正されていないクラッチで運転することから来る、上述したリスク及び不便さを自動的に除去することにある。

この方法は、少なくとも一つの格納されたクラッチ制御パラメータを、クラッチ作動パラメータの格納されている値とクラッチ作動パラメータに対応する値との間の決定された差違に対応する値で更新することにより、自動クラッチ較正を実行することを含み得る。これは、クラッチ制御パラメータを新しいクラッチ特性に適合させることに相当する。例えば、格納されたクラッチ制御パラメータは、格納されているクラッチ係合位置、格納されているクラッチ解放位置、あるいは格納されているクラッチが係合している位置のいずれかとすることができる。好ましくは、これらの全てのクラッチ制御パラメータが、クラッチ較正の間に更新される。

代わりに、この方法は、格納されている完全なクラッチ特性曲線を更新して置き換えることによって自動クラッチ較正を実行することを含み得る。クラッチ特性曲線は、そのクラッチの可能性がある全てのクラッチ作動位置から構成されている。従って、このことは、別個のクラッチ制御パラメータを更新することよりも、より広範囲なクラッチ較正をもたらす。

自動クラッチ較正に代えて、この方法は、クラッチ較正の必要性が判定された場合に、クラッチ較正の必要性を車両の運転者に報知すること、及び／又はクラッチ較正の必要性に関する情報を遠隔地の関係者に送信すること、を含み得る。これは、例えば、その車両について自動クラッチ較正を利用できない場合に良好な代替案であり得る。ドライバ、あるいは例えば車両フリートの管理者又は車両製造者といった遠隔地の関係者は、クラッチの較正が必要であるという事実に気付いて、クラッチの較正が実際に実施されることを確実にすべく必要な措置を取ることができる。

クラッチ較正の必要性が判定された場合、クラッチ制御は、クラッチ較正の必要性に関する信号及び／又は情報の送信に代えて、あるいは好ましくはそれと組み合わせて、位置センサからの出力信号を無視する安全運転モードにセットされる。それによって、クラッチ較正の必要性にもかかわらず、事故及び不快感についての差し迫ったリスク無しに、車両を低下した性能で用いることができる。

クラッチの作動位置は、軸方向に変位可能なプレッシャプレートあるいはプレッシャプレートの軸方向の変位を生じさせるように構成されたクラッチ作動機構の部材の位置を記録するように構成された、位置センサによって記録することができる。これは、いくつかの方法で達成することができる。位置センサは、クラッチ作動機構と一体化することもできるし、あるいはクラッチ作動機構の部材、例えばプレッシャプレートに作用するピストンロッドの位置を検出することによってプレッシャプレートの位置を直接的に又は間接的に検出する独立した要素として操作することもできる。

この方法は、格納されているクラッチ作動パラメータの値とクラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が、予め定められた範囲内にある場合に、少なくとも一つの追加の解放係合シーケンスを実行すること、及び、クラッチ作動パラメータの新しい対応値を引き続いて記録することを含み得る。クラッチが取り外されて何らのプレート交換も無しに元に戻された場合、クラッチの位置センサは、本来よりも係合した位置を読み込むことになり得る。これは、格納されているクラッチ作動位置と対応するクラッチ作動位置との間の差違が、予め定められた範囲内にあることに帰着し得る。予め定められた範囲は、例えば０．３〜２ミリメートル、好ましくは０．３〜１．５ミリメートル、より好ましくは０．３〜１ミリメートルとすることができる。クラッチ作動位置の検出された差違が予め定められた範囲内にある場合、これはプレートが交換されなかったこと、あるいは単に既存のプレート及び／又は位置センサが僅かに位置ずれしていることを表している。位置センサの測定値を修正するためには、クラッチの構成部品及びセンサをそれらの正確な位置にもたらすべく、クラッチを何回も解放／係合させる。その後、対応するクラッチ作動位置を再び記録する。追加の解放係合シーケンスの利点は、クラッチの取り外し及び再び取り付けの行為から生ずるクラッチ位置の測定値の偏差を修正することにある。すべての絶対値は、プレッシャプレートの位置に関連する。

この方法は、クラッチの係合及び／又は解放が生じる毎に、クラッチ作動パラメータの値を記録することを更に含み得る。そのような方法においては、内燃機関の停止がいつどのように生じたかに関わりなく、内燃機関が停止する際にクラッチ作動パラメータの直近の値が常に格納され、また内燃機関の停止に関連してクラッチ作動パラメータの値の追加の測定を実行する必要が無い。代替案は、内燃機関を停止する前にあるいはそれに関連してクラッチ作動パラメータの値を記録し格納するための特別の手順を有することである。

この方法は、クラッチ作動パラメータの一組の最近記録された値を用いて算出された平均値に基づいて、クラッチ作動パラメータの格納されている値を定期的に更新することを含み得る。平均値を使用することは、計測誤差に対する影響、及びクラッチ作動パラメータの格納された値のホワイトノイズを低下させる。

クラッチ較正の必要性を判定するために用いる予め定めた閾値は、１ミリメートルより大きく、好ましくは２ミリメートルより大きく、より好ましくは３ミリメートルより大きく、更により好ましくは４ミリメートルより大きくすることができる。より高い閾値は、クラッチプレートの交換が実施されてクラッチの較正が必要であることを発見し損なうリスクを高める。より低い閾値は、クラッチ交換が実行されなかったにもかかわらず較正の頻度を高める。すべての絶対値は、クラッチアクチュエータの位置に関連する。

以下の詳細な開示の説明は、以下の図面を参照してなされる。

車両のドライブトレーンの概略的な全体像を示している。 クラッチとクラッチ駆動機構の概略的なレイアウトを示している。 新品及び摩耗したクラッチの例示的なクラッチ特性曲線をそれぞれ示している。 クラッチ較正の必要性を自動検知するための開示された方法のプロセスマップを示している。 クラッチ較正の必要性を自動検知すると共に自動クラッチ較正を実行する追加のステップを含んでいる、開示された方法のプロセスマップを示している。 クラッチ較正の必要性を自動検知すると共にドライバ及び／又は遠隔地の関係者に通知する追加のステップを含んでいる、開示された方法のプロセスマップを示している。 コンピュータシステムの概略的な配置を示している。

ここで本開示の様々な態様について添付の図面と共に説明するが、それは例示のためであって本開示を限定するものではなく、類似する参照符号は類似する要素を表している。説明する態様の変形例は具体的に示した実施形態に限定されるものではなく、本開示の他の変形例にも適用することができる。

図１は、車両のドライブトレーンの一実施例の概要を図式的に示している。クラッチ１０１は、内燃機関１０２と変速機１０３の間に位置していて、内燃機関１０２のクランクシャフト１０４を、車両の変速機の回転入力軸１０５に接続している。出力軸１１１は、変速機と車両の駆動輪１１２を接続している。クラッチ１０１は、係合位置にあるときに、クランクシャフト１０４と入力軸１０５の間でトルクを伝達する。クラッチ１０１が解放位置にあるときに、クランクシャフト１０４と入力軸１０５は互いに切り離され、それらの間でトルクは伝達されない。クラッチ１０１の位置はクラッチ作動機構１０６によって設定される。次いで、クラッチ作動機構１０６は電子制御装置１０７によって制御される。エンジン制御装置１０８は内燃機関１０２を制御する。２つの制御装置１０７、１０８は、例えば制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バス１０９を介して互いに通信する。更に、電子制御装置１０７はクラッチ作動機構１０６と変速機１０３に接続されており、かつエンジン制御装置１０８は信号ケーブル１１０を介して内燃機関１０２に接続されている。あるいは、内燃機関１０２とクラッチ１０１の両方、及び変速機１０３は単一の制御装置によって制御することができる。

図２は、クラッチ１０１とクラッチ作動機構１０６のレイアウトの一例を示している。摩擦クラッチ１０１は、車両の内燃機関１０２と変速機１０３の間に位置している。この摩擦クラッチは、内燃機関１０２の回転自在なクランクシャフト１０４に固定的に取り付けられたサポートプレート２０４と、変速機１０３に接続されている回転自在な変速機入力軸１０５上に回転方向には固定されているが軸線方向には移動自在なプレッシャプレート２０６と、を含んでいる。サポートプレート２０４とプレッシャプレート２０６の間にあるものはクラッチプレート２３０であり、クラッチ１０１が係合するときにサポートプレート２０４とプレッシャプレート２０６との間の摩擦を高めることを目的としている。このクラッチプレート２３０は、例えばスプラインによって、変速機入力軸１０５に対し軸方向には摺動自在であるが回転方向には固定されている。クラッチプレート２３０は、摩耗面として、両側面上に摩擦ディスクあるいはライニングを有することができる。クラッチは、ここでは少なくとも一つのばね２０８からの圧力によって受動的に係合する。クラッチは、例えば、複数の角度を開けて配置されたコイルスプリング、ダイアフラムスプリング、あるいは他の種類のばねによって係合することができる。少なくとも一つのばね２０８は、プレッシャプレート２０６をサポートプレート２０４に向けて押圧する。反対方向に力が負荷されない限り、少なくとも一つのばね２０８は、クラッチプレート２３０を介してプレッシャプレート２０６をサポートプレート２０４に当接させて、プレート２０４、２０６、２３０の表面の間の表面摩擦によってトルクが伝達されるようにする。

クラッチ１０１は、信号ケーブル１１０を介して電子制御装置１０７に接続されているクラッチ作動機構１０６により起動される。クラッチを解放させる場合、電子制御装置１０７は方向制御弁２１２に信号を送信する。信号を受信すると、方向制御弁２１２のスプールは、通常位置から動作位置へと位置が切り替わる。通常位置において、クラッチアクチュエータの作動チャンバ２１７内の空気は、制御ライン２１８、方向制御弁２１２を介して流出し、続いてシステムから出るようにされている。動作位置においては、圧縮空気供給源２１９からの圧縮空気がクラッチアクチュエータのピストン側に供給され、それによってクラッチアクチュエータ２１３として作用する単動シリンダに圧縮空気が供給される。圧縮空気は、ピストンロッド２１４を押圧して、ピストンロッド２１４が図２に見られる右方向Ｒに移動するようにする。接続部材２１５は、ピストンロッド２１４の右方向への動きをプレッシャプレート２０６に伝達し、結果的にプレッシャプレート２０６はサポートプレート２０４から離間する。その結果、クラッチは部分的にあるいは完全に解放するが、その解放の度合いはプレッシャプレート２０６がサポートプレート２０４からどれだけ移動したかによって定まる。

同様に、クラッチを係合させるときに、クラッチ制御装置１０７は、クラッチアクチュエータ２１３から圧縮空気を解放するように方向制御弁２１２に指令する。圧縮空気の圧力が低下するに連れて、ピストンロッド２１４は、アクチュエータ内蔵ばね２２０及び／又はクラッチばね２０８によってクラッチアクチュエータの内部に押し戻され、したがってピストンロッド２１４は左方向Ｌに移動する。

代わりに、クラッチアクチュエータ２１３として作用する複動油圧シリンダの両側に圧縮空気を供給することができる方向制御弁を用いることができる。そのような場合、内部ばね２２０は余分である。クラッチアクチュエータ２１３のシリンダの右側に圧縮空気を供給しつつ作動チャンバ２１７内の空気を制御ライン２１８を介して流出させることにより、ピストンロッド２１４が左方向Ｌに強制的に移動させられるからである。ピストンロッド２１４を右方向Ｒに強制的に移動させるためには、圧縮空気を作動チャンバ２１７に供給しつつ、クラッチアクチュエータシリンダの右側の端部から（図には示されていない）追加の制御ラインを介して空気が流出するようにする。

変速機軸１０５に沿ったプレッシャプレート２０６の位置は、クラッチアクチュエータ２１３のピストンロッド２１４の位置を検出して電子制御装置１０７に情報を送信する位置センサ２１６によってモニターされる。ピストンロッド２１４の位置は、プレッシャプレート２０６の位置に直接的にリンクしている。それらが堅固な接続部材２１５によって相互に接続されているからである。位置センサ２１６は、好ましくはリニヤ位置センサであるが、必ずしもそうである必要は無い。代わりに、位置センサは、プレッシャプレート２０６の位置あるいは接続部材２１５の位置をモニターすることができる。

本開示の方法は、クラッチの較正、すなわち電子制御装置１０７の制御アルゴリズムの較正の必要性の自動検知に関連している。この較正は、クラッチプレート２３０、サポートプレート２０４あるいはプレッシャプレート２０６を交換したときには常に必要である。新しいプレートの特性が、摩耗したプレートの特性と実質的に異なるからである。以下の詳細な説明においては、クラッチの動作位置を、摩耗を示すクラッチ作動パラメータとして用いる。クラッチが作動し始める位置は移り変わる。特にクラッチプレート２３０、またサポートプレート２０４及びプレッシャプレート２０６の摩擦面が使用の間に徐々に摩耗して、プレート２３０、２０４、２０６の厚さが減少するからである。クラッチの作動位置は、一定のトルクを伝達する能力が得られるプレッシャプレート２０６の軸線方向の物理的な位置である。較正の必要性を検出するために、位置センサ２１６は、内燃機関１０２を停止する前にあるいはそれに関連して、プレッシャプレート２０６のクラッチ作動位置を測定する。クラッチ作動位置は、電子制御装置１０７のデータメモリに記録されて格納される。本開示の他の実施例においては、データメモリを電子制御装置１０７にではなく他の場所に配置することもできるが、好ましくは車両上に配置すべきである。内燃機関１０２のその後の始動に合わせて、位置センサ２１６は対応するクラッチ作動位置を測定する。実際の測定は、ここでは内燃機関を始動する前にあるいは後に、例えばクラッチ制御パワーが増加した後であって内燃機関が始動する前に実行することができる。対応するクラッチ作動位置は、内燃機関１０２を停止する前の測定におけるものと実質的に同一のトルク伝達能力をもたらす、プレッシャプレート２０６の物理的な位置である。しかしながら、対応するクラッチ作動位置におけるプレッシャプレートの物理位置は、内燃機関１０２を停止する前に測定したクラッチ作動位置と同じではあり得ない。クラッチプレート２３０、サポートプレート２０４あるいはプレッシャプレートを交換した場合、通常は物理位置が互いに異なる。有利には、クラッチ作動位置は、クラッチが係合している位置ｐ_１３、ｐ_２３から構成され、それらは、方向制御弁２１２がクラッチアクチュエータ２１３からすべての圧縮空気を解放して、プレッシャプレート２０６がクラッチプレート２３０を介してサポートプレート２０４に当接するクラッチ係合位置へとばね２０８がプレッシャプレート２０６を強制移動させるという、受動的に係合させるクラッチ命令の際に迅速かつ容易に見いだすことができる。

次いで、電子制御装置１０７は、内燃機関を始動するときに測定した対応するクラッチ作動位置を、そのデータメモリに格納されているクラッチ作動位置と比較する。その差違が予め定められた閾値を上回る場合、電子制御装置１０７はクラッチの較正が必要であると判定する。本開示の方法が更に発展すると、電子制御装置１０７の制御アルゴリズムは、必要性が検出された場合に自動的に較正される。一つあるいは複数のクラッチ制御パラメータがその差違に対応する値によって更新され、あるいは完全なクラッチ特性曲線（図３を参照）が更新される。自動較正を実行することに代えて、電子制御装置１０７は、ドライバあるいは遠隔地の関係者に較正の必要性を報知することができる。遠隔地の関係者が遠い場合、その情報は、例えばテレマティックスを介して送信することができる。

図３は、典型的なクラッチ特性曲線、すなわち、クラッチにおけるプレッシャプレート２０６の位置ｐの関数としてのトルク伝達Ｔのグラフを示している。Ｔ＝０において、クラッチ１０１は解放されてトルクを伝達していない。このグラフから判るように、トルクＴはｐ＝０においては伝達されず、すなわちクラッチ１０１は解放されていて、そのプレッシャプレート２０６はサポートプレート２０４と接触しないことが確実な予め定められた位置にある。距離ｄを増加させると、プレッシャプレート２０６は、解放位置からサポートプレート２０４に向かって離間する。実線の曲線３１０は新しいプレート２０４、２０６、２３０を有するクラッチ１０１を表しているが、破線の曲線３２０は摩耗したクラッチ１０１を表している。図から判るように、曲線３１０、３２０は、形状は実質的に同一であるが、ｐ軸に沿って互いに位置ずれしている。これは、磨耗したクラッチにおいて、サポートプレート２０４とプレッシャプレート２０６、特にクラッチプレート２３０の摩擦表面が摩耗していると、結果的に、プレッシャプレート２０６は、クラッチ係合位置ｐ_２３、すなわち、サポートプレート２０４とプレッシャプレート２０６がクラッチプレート２３０を介して接触してトルクを伝達し始める位置に到達する前にサポートプレート２０４に向かって更なる距離を移動しなければならない、という事実によるものである。新しいクラッチのクラッチが係合している位置ｐ_１３は、そのプレッシャプレート２０６のより小さな動きに対応している。クラッチが係合している位置ｐ_１１、ｐ_２１において、プレッシャプレート２０６がクラッチプレート２３０に対し確実に当接し、それが次にはサポートプレート２０４に対して確実に当接して、クラッチ１０１はその最大トルク伝達容量Ｔ_ｅに達している。クラッチ係合位置ｐ_１３、ｐ_２３及びクラッチが係合している位置ｐ_１１、ｐ_２１の両方、並びに予め定められたトルク伝達値Ｔ_ｉに対応する中間位置ｐ_１２、ｐ_２２を、較正の必要性を自動的に検出する本開示の方法におけるクラッチ作動位置として用いることができる。そのような中間位置ｐ_１２、ｐ_２２は、例えば、入力軸１０５のトルクを通知するトルクセンサを用いることにより、あるいはクラッチ締結圧を通知する圧力センサを用いることによって間接的に見いだすことができる。ここで、破線の曲線３２０で表される特性を有する摩耗したクラッチ１０１を備える車両を想像する。内燃機関１０２を停止する前に、クラッチが係合している位置ｐ_２１に関するクラッチの作動位置を記録して格納する。内燃機関１０２が停止している間に、磨耗したクラッチプレート２３０と、おそらくはサポートプレート２０４及びプレッシャプレート２０６もまた、新品のプレートに交換する。新しいプレートにより、クラッチ１０１の特性は実線の曲線３１０で表されるように変化する。しかしながら、クラッチ制御アルゴリズムは再較正されていない。内燃機関を始動する際に、最後に測定した後でクラッチ特性が変化してからの他の測定結果と共に、クラッチが係合している位置ｐ_１１を再び測定する。２つの測定したクラッチ係合位置ｐ_２１、ｐ_１１の間の差違が予め定めた閾値を上回る場合、クラッチ較正が必要であると判定する。クラッチの較正は自動的なものとすることができ、かつ格納されているクラッチ作動位置ｐ_２１、ｐ_２２、ｐ_２３のうちの少なくとも一つを計算した差違により位置をずらして、更新された位置が新しいクラッチの対応する位置ｐ_１１、ｐ_１２、ｐ_２３と重なるようにすることができる。代替案は、格納されているクラッチ特性曲線３２０の全体を、その差違によって位置をずらして、更新されたクラッチ特性が新しいクラッチの実線のクラッチ特性曲線３１０と重なるようにすることである。最も適切な較正は、クラッチ制御をどのように実現するかによって異なる。

図４〜図６は、本開示によるクラッチ較正の必要性の自動検知のためのプロセスマップの異なるバージョンを示している。これらの異なるバージョンの全ては、典型的なクラッチ作動パラメータとしてのクラッチ作動位置を有しているものとして開示されているが、本開示は、クラッチ作動パラメータの値としてクラッチ作動位置を有することには限定されず、他のパラメータを用いることができる。図４は、クラッチ較正のための必要性の自動検知のために、開示された方法の例示的なプロセスマップを示している。第１ステップ３０１は、内燃機関を停止する前にあるいはそれに関連してクラッチの作動位置を記録しかつ格納することを含んでいる。例えば、内燃機関の停止に関連してクラッチ作動位置を記録しかつ格納するための特別の手順を取ることもできるが、クラッチの作動位置は、内燃機関を停止するときに各クラッチ係合が発生する際に記録しかつ格納することもできる。更にそれに代えて、クラッチの作動位置は、内燃機関を始動する間に記録しかつ格納することができる。連続する内燃機関の始動の間の摩耗レベルは、一般的に極めて小さいからである。データメモリに格納されているクラッチの作動位置は、直近に記録されたクラッチ係合あるいは係合位置に由来するものである。クラッチの作動位置のいくつかの引き続く測定値を記録するとともに、格納されるクラッチの作動位置を、一組の最近記録された測定値の平均値に基づくものとすることができる。クラッチの係合あるいは解放の位置を特定する方法に関する詳細は、例えば特許文献２の１８〜２２ページに見いだすことができる。第１ステップ３０１の後、車両の内燃機関は不定期間にわたって停止状態に保たれるが、それは即時のあるいは、例えば数日若しくは数週間又はより長い期間とすることができる。この期間の間に、クラッチのプレートを交換し、あるいは交換しないことができる。第２ステップ３０２において、内燃機関を再始動して対応するクラッチ作動位置を記録する。第３ステップ３０３は、第１ステップ３０１で格納したクラッチ作動位置とステップ３０２で記録した対応するクラッチ作動位置との間の差違を、例えばミリメートルで算出することを含む。第４ステップ３０４は、第３ステップ３０３において算出した差違が予め定められた閾値を上回るかどうかを判定することを含む。その予め定められた閾値は、通常はミリメートルの範囲である。閾値を上回ることは、クラッチの特性が最後の運転から実質的に変化し、それは通常はクラッチのプレートが交換された場合であって、したがってクラッチの較正が必要であることを示している。「差違が予め定められた閾値を上回っているか？」という質問に対する答えがはい（ＹＥＳ）である場合、第５ステップ３０５ａはクラッチの較正が必要であると結論する。その答えがいいえ（ＮＯ）であれば、次のステップはクラッチの較正は必要でないと結論する代わりの第５ステップ３０５ｂである。

図５は、クラッチの較正が必要であると判定する第５ステップ３０５ａに続いて、自動クラッチ較正を実行する追加の第６ステップ３０６を有する、図４のプロセスマップを示している。

図６は、クラッチの較正が必要であると判定する第５ステップ３０５ａに続いて、ドライバ及び／又は遠隔地の関係者に通知する追加の第６ステップ３０７を有する、図４のプロセスマップを示している。クラッチの較正が必要であるという情報は、例えば信号灯、あるいは計器板上の警告文、あるいは運転室の内部の音声信号を介してドライバに通知することができる。遠隔地の当事者には、例えばテレマティックスを介して情報を伝達することができる。本方法は、第６ステップ３０７の代わりに、あるいはそれと組み合わせて実行される第７ステップ３０８を更に含むことができる。第７ステップ３０８は、クラッチ較正の必要性が判定された場合に、安全作動モードに従ってクラッチの作動を制御することを含む。これは、位置センサ２１６の出力信号を考慮することなく、クラッチの係合及び解放シーケンスの制御が実行されることを意味する。これは、変速機軸の少なくとも一つの角速度センサの信号出力を用いることによって実現することができる。例えば、クラッチを解放状態にセットすべくクラッチアクチュエータ２１３を制御すると、内燃機関からの切り離しにより、変速機軸の角速度はおそらくは減速し始める。その結果、角速度の低下を検出すると、これはクラッチが解放状態にあることの指標として用いることができる。同様に、係合シーケンスは、位置センサ２１６からの入力なしに、すなわち何のフィードバックもないオープンループ制御によって実行することもできる。そのようなクラッチ係合シーケンスは、一般的に、フィードバックのクラッチ係合シーケンスよりも極めてゆっくりと、しかしながらドライバの一定の快適さレベルで、かつ実質的に事故のリスクなしに実行される。

本開示はまた、本方法を実行するためにコンピュータが用いるコンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品、及びコンピュータ用記憶媒体に関連する。図７は、本開示の方法を実施するコンピュータシステム７００の図式的なレイアウトを示していて、不揮発性メモリ７２０、プロセッサ７１０及び読出しおよび書込みメモリ７６０を含んでいる。メモリ７２０は、システム７００を制御するためのコンピュータプログラムが格納された第１のメモリ部分７３０を有している。システム７００を制御するためのメモリ部分７３０のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムとすることができる。

システム７００は、例えばデータ処理ユニット７１０といった制御装置を同封することができる。このデータ処理ユニット７１０は、例えばマイクロコンピュータから構成することができる。メモリ７２０はまた、本発明に従ってトルクを測定するためのプログラムが格納された第２のメモリ部分７４０を有している。他の実施形態においては、トルクを測定するためのプログラムは、例えばＣＤあるいは交換可能な半導体メモリといった、データのための別個の不揮発性記憶媒体７５０に格納される。プログラムは、実行可能な形態で、あるいは圧縮状態で格納することができる。データ処理ユニット７１０が特別の機能を実行すると以下に述べるときに、データ処理ユニット７１０が、メモリ７４０に格納されたプログラムの特別な一部分、あるいは不揮発性記憶媒体７５０に格納されたプログラムの特別な一部分を実行することは明らかである。

データ処理ユニット７１０は、データバス７１４を介して記憶メモリ７５０と通信すべく調整されている。データ処理ユニット７１０はまた、データバス７１２を介してメモリ７２０と通信すべく調整されている。加えて、データ処理ユニット７１０は、データバス７１１を介してメモリ７６０と通信すべく調整されている。データ処理ユニット７１０はまた、データバス７１５の使用によりデータポート７９０と通信すべく調整されている。本発明の方法は、メモリ７４０に格納されているプログラムあるいは不揮発性記憶媒体７５０に格納されているプログラムを実行するデータ処理ユニット７１０によって実施することができる。

請求の範囲に記載されている参照符号は、請求の範囲によって保護される事項の範囲を制限するものとみなされてはならない。それらの唯一の作用は、請求の範囲をより容易に理解できるものとすることにある。

添付の請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲において、本開示を様々な明らかな観点において修正できることは理解されるところである。例えば、クラッチの作動位置が摩耗を示すクラッチ作動パラメータとして頻繁に開示されているにも関わらず、本開示は、クラッチ較正の必要性を判定するために他のクラッチ作動パラメータを用いることを包含している。したがって、図面とその説明は、実際に例示的なものであって限定的なものではないとみなされるべきである。

１０１ 摩擦クラッチ
１０２ 内燃機関
１０３ 変速機
１０４ クランクシャフト
１０５ 変速機入力軸
１０６ クラッチ作動機構
１０７ クラッチ制御装置
１０８ エンジン制御装置
１０９ バス
１１０ 信号ケーブル
１１１ 出力軸
１１２ 駆動輪
２０４ サポートプレート
２０６ プレッシャプレート
２０８ クラッチばね
２１２ 方向制御弁
２１３ クラッチアクチュエータ
２１４ ピストンロッド
２１５ 接続部材
２１６ 位置センサ
２１７ 作動チャンバ
２１８ 制御ライン
２１９ 圧縮空気供給源
２２０ アクチュエータ内蔵ばね
２３０ クラッチプレート
３２０ クラッチ特性曲線
７００ コンピュータシステム
７１０ データ処理ユニット
７１１ データバス
７１２ データバス
７１４ データバス
７１５ データバス
７２０ 不揮発性メモリ
７３０ 第１のメモリ部分
７４０ 第２のメモリ部分
７５０ 不揮発性記憶媒体
７６０ 書込みメモリ
７９０ データポート
ＡＭＴ 自動化手動変速機

Claims (24)

1. クラッチ較正の必要性を自動検知する方法であって、
   内燃機関（１０２）を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値をデータメモリに記録しかつ格納すること；
   その後の内燃機関の始動に関連して前記クラッチ作動パラメータに対応する値を記録すること；及び、
   前記クラッチ作動パラメータの格納されている値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合にクラッチ較正の必要性を判定すること、
   を含む方法。
2. 前記クラッチ作動パラメータは、クラッチの摩耗状態、特にクラッチプレート、プレッシャプレート、あるいはサポートプレートのうちの少なくとも一つの摩耗状態を感知し得る、請求項１に記載の方法。
3. 前記クラッチ作動パラメータの値は、クラッチ特性曲線（３１０、３２０）に沿ったクラッチ作動位置（ｐ_１１、ｐ_１２、ｐ_１３、ｐ_２１、ｐ_２２、ｐ_２３）から導き出される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記クラッチ作動パラメータは、クラッチ特性曲線（３１０、３２０）に沿ったクラッチ作動位置（ｐ_１１、ｐ_１２、ｐ_１３、ｐ_２１、ｐ_２２、ｐ_２３）である、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 前記クラッチ作動パラメータの格納される値は、クラッチが係合している位置（ｐ_２３）、クラッチ係合位置（ｐ_２１）、あるいはクラッチ解放位置のうちのいずれかから導き出される、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記クラッチ作動パラメータの格納される値は、一定の係合圧及び／又は一定のトルク伝達値（Ｔ）から導き出される、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
7. クラッチ較正の必要性が判定された場合に自動クラッチ較正を実行することを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 駆動トルクを伝達すべく前記クラッチ（１０１）の使用を可能にする前に自動クラッチ較正を実行することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 少なくとも一つの格納されたクラッチ制御パラメータを、前記クラッチ作動パラメータの格納された値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値との間の決定された差違に対応する値で更新することにより、前記自動クラッチ較正を実行することを含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記格納されたクラッチ制御パラメータは、格納されたクラッチ係合位置（ｐ_２１）、格納されたクラッチ解放位置あるいは格納されたクラッチが係合している位置（ｐ_２３）のうちのいずれかである、請求項９に記載の方法。
11. 格納された完全クラッチ特性曲線（３２０）を更新して置き換えることにより自動クラッチ較正を実行することを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
12. クラッチ較正の必要性が判定された場合に、クラッチ較正の必要性を車両の運転者に報知すること及び／又はクラッチ較正の必要性に関する情報を遠隔地の関係者に送信することを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
13. 前記クラッチ作動位置は、軸線方向に変位可能なプレッシャプレート（２０６）あるいは前記プレッシャプレート（２０６）の軸線方向の変位を生じさせるように構成されたクラッチ作動機構（１０６）の部材（２１４）の位置を記録すべく構成された、位置センサ（２１６）によって記録される、請求項３乃至１２のいずれかに記載の方法。
14. クラッチ較正の必要性が判定された場合に、前記位置センサ（２１６）の出力信号を考慮することなしにクラッチ操作を制御することを含む、請求項１乃至６及び請求項１３のいずれかに記載の方法。
15. クラッチ作動を実行すべく前記位置センサ（２１６）の出力信号を用いる前に自動クラッチ較正を実行することを含む、請求項７乃至１２及び１３のいずれかに記載の方法。
16. 前記格納されたクラッチ作動パラメータの値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値と間の差違が、予め定められた範囲内にある場合に、少なくとも一つの追加の解放−係合シーケンスを実行すること、及び、前記クラッチ作動パラメータの新しい対応値を引き続いて記録することを含む、請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記予め定められた範囲は、０．３〜２ミリメートル、好ましくは０．３〜１．５ミリメートル、より好ましくは０．３〜１ミリメートルである、請求項１６又は請求項３又は４に記載の方法。
18. クラッチの係合及び／又は解放が生じる毎に前記クラッチ作動パラメータの値を記録しかつ格納することを含む、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法。
19. 前記クラッチ作動パラメータの最近記録された一組の値を用いて算出した平均値に基づいて、前記クラッチ作動パラメータの格納された値を定期的に更新することを含む、請求項１乃至１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記予め定められた閾値は、１ミリメートルより大きい、好ましくは２ミリメートルより大きい、より好ましくは３ミリメートルより大きい、更に好ましくは４ミリメートルより大きい、請求項１乃至１９のいずれかに記載の方法。
21. 摩擦クラッチ（１０１）と電子制御装置（１０７）を備えるクラッチシステムであって、前記制御装置（１０７）は、
    内燃機関（１０２）を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値をデータメモリに記録しかつ格納する段階；
    その後の内燃機関の始動に関連して前記クラッチ作動パラメータに対応する値を記録する段階；及び、
    前記クラッチ作動パラメータの格納されている値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合にクラッチ較正の必要性を判定する段階、
    を実行することによってクラッチ較正の必要性を自動的に検出するようにプログラムされているクラッチシステム。
22. コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるときに請求項１乃至２０のいずれかに記載したあらゆるステップを実行するためのプログラムコード手段を含んでいるコンピュータプログラム。
23. コンピュータプログラム製品であって、前記プログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに請求項１乃至２０のいずれかに記載したあらゆるステップを実行すべくコンピュータ可読媒体に格納されているプログラムコード手段を含んでいるコンピュータプログラム製品。
24. クラッチ較正の必要性を自動検知する方法を実施するコンピュータシステム（７００）であって、
    内燃機関（１０２）を停止させる前にあるいはそれに関連して、クラッチ作動パラメータの値を、データメモリに記録しかつ格納すること；
    その後の内燃機関の始動に関連して前記クラッチ作動パラメータに対応する値を記録すること；及び、
    前記クラッチ作動パラメータの格納されている値と前記クラッチ作動パラメータに対応する値との間の差違が予め定められた閾値を上回る場合にクラッチ較正の必要性を判定すること、
    を含むコンピュータシステム。

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