JP3569874B2 - クラッチの接触点決定装置及びその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動クラッチ制御装置に関し、特に、初期トルク伝達のためのクラッチ位置を決定する自動クラッチ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、自動車の駆動系制御、特に、大型トラックの駆動系制御の自動化を推進することに大きな関心が寄せられている。乗客輸送用自動車及び軽トラックに自動変速機を使用することは周知である。自動車の通常の自動変速機には、エンジンの出力軸及び駆動輪間の最終駆動比を選択するために流体トルクコンバータ及び油圧駆動ギヤが採用されている。このギヤの選択は、エンジン速度、車速等に基づいている。このような自動変速機は、手動変速機が習熟者により操作された場合に比較して、エンジンから駆動軸への伝達効率が低く、又、燃費及び馬力が全く低いことが知られている。このような油圧式自動変速機は車両の運転効率が低いため大型トラックに広範囲に使用されることはなかった。
【０００３】
油圧式自動変速機を採用したときの効率ロスの理由のひとつは、流体トルクコンバータに発生するロスである。通常の流体トルクコンバータにはスリップが生じ、その結果、すべてのモードにおいてトルクと馬力のロスが生じる。従来の技術において、上記のあるエンジン速度において変速機の入力軸と出力軸との間に直接連結をなすロックアップ式トルクコンバータを用いることが知られている。この技術により、連結時において適当なトルク伝達効率が得られるが、しかしながら、この技術によっては低速における効率ゲインを得ることはない。
【０００４】
油圧トルクコンバータに固有の非効率性を自動駆動式摩擦クラッチに置き変えることによりなくすことが提案されている。この置換によって油圧トルクコンバータの使用には現われない他の問題が生じる。使用される摩擦クラッチはクラッチの初期係合前において無視できない挙動を示す。このクラッチの初期係合点は接触点と呼ばれる。接触点以前のクラッチ係合においてクラッチを介してトルクを伝達することができない。クラッチ制御装置は接触点を制御アルゴリズムにおけるゼロ位置として使用するのが好ましい。接触点以前においては制御トルクの伝達は起こらないので、クラッチ係合の制御時にはクラッチをその点まで敏速に進行させるのが好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、クラッチ接触点の決定のための信頼性がありかつ自動的な作動を含む、摩擦クラッチの自動クラッチ作動を行なうための方法を提供することである。
【０００６】
また、本発明の目的は、自動クラッチ作動制御装置により制御されるクラッチの接触点の自動的かつ確実な決定を与えるクラッチの接触点決定装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、所定のアイドル速度を有する駆動動力源と、該駆動動力源からクラッチ出力軸にトルクを制御可能に伝達する摩擦クラッチと、前記クラッチ出力軸に連結された入力軸及び中立位置を有する多速変速機と、該多速変速機の出力軸に連結された少なくとも１つの慣性−負荷の牽引車輪と、クラッチ係合の度合を制御する自動クラッチ制御装置とを含む組み合わせにおける接触点決定装置であって、
基準信号発生器、変速機入力速度センサ、慣性ブレーキ、クラッチアクチュエータ及びクラッチ係合センサに接続された制御装置を含み、該制御装置が、
駆動動力源がアイドル状態であり、かつ多速変速機が中立位置にあるときの接触点決定の間に、前記慣性ブレーキを係合させる慣性ブレーキ係合装置と、前記基準速度発生器と前記変速機入力速度センサに接続され、前記基準速度信号と前記変速機入力速度信号との差に応じて第１代数和信号を発生する第１代数的加算器と、
摩擦クラッチをある程度まで作動して前記第１代数和信号を最小化するために、前記第１代数的加算器に接続され、前記クラッチアクチュエータへ供給する前記クラッチ係合信号を発生する補償器と、
前記基準速度発生器、前記変速機入力速度センサ及び前記クラッチ係合センサに接続され、前記慣性ブレーキが係合されかつ多速変速機が中立位置にあるときに前記変速機入力速度信号が前記基準速度信号の所定量内にある場合、クラッチ接触点信号をクラッチ係合測定値に等しく設定するための決定ロジック装置とを含み、
さらに、前記摩擦クラッチが、初期的な係合状態にあり、前記制御装置は、
先行接触点の値を記憶するためのメモリ手段と、
前記摩擦クラッチを部分的に切り離し、前記先行接触点の値よりも高い係合度を与える初期設定回路とを含み、
前記補償器は、前記初期設定回路によって定められた係合度から前記第１代数和信号を最小にする係合度で摩擦クラッチを切り離すために、前記クラッチアクチュエータに供給する前記クラッチ係合信号を発生するための手段を含んでいることを特徴とする。
この構成により、本発明は、先行接触点を記憶するメモリ及び先行接触点に基づいて初期設定点ＩＰへクラッチを移動させる初期設定制御装置を有し、その結果、メモリが、補正クラッチ接触点を形成する決定ロジック装置からの信号に基づく最近の先行接触点を記憶し、さらに初期設定回路が、最近の既知接触点によって初期クラッチ位置ＩＰを計算する。そして、補償器は、初期設定回路によって定められた係合度から、第１代数和信号を最小にする係合度に摩擦クラッチを切り離すために、クラッチアクチュエータに供給するための前記クラッチ係合信号を発生するための手段を有するので、図３及び図４に示すシステムと比べて、本発明は、基準速度信号発生器、変速機入力速度センサ、クラッチ係合センサに接続された決定ロジック装置からのクラッチ接触点情報をクラッチレギュレータにフィードバックして、クラッチ係合信号をきめ細かく制御し、クラッチ位置を正確に決定することができる。
【０００８】
クラッチ作動制御装置は、測定変速機入力速度がアイドル速度より小さい基準速度信号に整合するようにクラッチを係合する。好適な実施例において、基準速度信号はアイドル速度の４０％から６０％の間である。クラッチ作動制御装置は、濾過された基準速度信号から測定変速機入力を減算しステップ機能入力の適用を防止するのが好ましい。このエラー速度はクラッチ係合の度合を制御するのに用いられる。これにより、ブレーキトルクに整合する小トルクにおけるクラッチ係合の度合を確実に得ることができる。
【０００９】
本発明においては、入力速度が基準速度信号の所定量の間にある時を検知する。好適な実施例において、この所定量は基準速度信号の４％である。これらの状態が検知されたとき、本発明においては、クラッチ係合の度合に応じてクラッチ接触点を決定する。このクラッチ係合の度合は、自動クラッチ制御装置ですでに使用されているセンサにより発生されたクラッチ位置信号又はクラッチ圧力信号でもよい。もし測定されたクラッチ係合信号が得られない場合には、このクラッチ係合の度合はクラッチ係合の度合を制御するのに使用されるクラッチ係合信号でもよい。クラッチ係合の度合に応じた信号はローパスフィルタで濾過されるのが好ましい。接触点は小トルクに対するこのクラッチ係合の度合とクラッチ接触点オフセットとの差として設定される。クラッチ接触点オフセットはブレーキに打ち勝つ小トルクを得る場合と、最初に非−ゼロトルクを得る場合とのクラッチ係合の差を考慮にいれるように信号をシフトする。
【００１０】
【実施例】
図１において、本発明の自動クラッチ制御装置を含む自動車の駆動系の概略図が示されている。自動車は動力源としてのエンジン１０を備えている。本発明が最も適用可能とされる形式の大型トラックに対して、エンジン１０はディーゼル内燃機関である。スロットル１１は、通常足で操作するペダルであり、スロットルフィルタ１２を介してエンジン１０の作動を制御する。スロットルフィルタ１２は、スロットル１１を介してステップスロットルの増加を受けたとき、勾配のあるスロットル信号を供給することによりエンジン１０に送られるスロットル信号を濾過する。エンジン１０は、エンジンの軸１５にトルクを発生する。エンジン速度センサ１３はエンジン軸１５の回転速度を検知する。エンジン速度センサによる回転速度決定は実際上エンジンのフライホイールにおいて行なわれる。エンジン速度センサ１３は多数の歯を備えたホイールであるのが好ましく、その歯が磁気センサにより検知される。
【００１１】
摩擦クラッチ２０は、固定板２１と、全体的又は部分的に係合可能な可動板２３とを備えている。固定板２１は、エンジンのフライホイールに内蔵してもよい。摩擦クラッチ２０は、固定板２１と可動板２３との間の係合の度合に応じてエンジン軸１５からのトルクを変速機の入力軸２５に伝達する。図１においては固定板及び可動板の１組のみが示されているが、当業者であれば、クラッチ２０にそのような板の多数組を備えることが可能であることが理解できるであろう。
【００１２】
通常のトルクに対するクラッチ位置の機能が図２に示されている。クラッチトルク／位置曲線８０は、初期接触点８１前の係合レンジに対して当初ゼロである。クラッチトルクはクラッチ係合が増すにつれて単調に上昇する。図２に示す例において、クラッチトルクは最初ゆっくり上昇し、次に、点８２の完全係合（係合完了）時の最大クラッチトルクに到達するまでより急勾配で上昇する。通常のクラッチの設計において、完全係合時の最大クラッチトルクは最大エンジントルクの１．５ 倍が要求される。これによって、クラッチ２０はエンジン１０が発生する最大トルクをスリップ無しで伝達することができる。
【００１３】
クラッチアクチュエータ27は、可動板23に連結され、離脱状態から部分的係合を介して係合完了に至るクラッチ20の制御を行なう。クラッチアクチュエータ27は電気、油圧もしくは空圧アクチュエータであり、位置制御又は圧力制御ができる。クラッチアクチュエータ27は、クラッチ作動制御装置60からのクラッチ係合信号に応じてクラッチの係合の度合を制御する。本発明の好適な実施例において、クラッチアクチュエータ27は閉ループ制御装置である。クラッチアクチュエータ27は、クラッチ係合の度合を制御し、クラッチ位置センサ29の測定されたクラッチの位置をクラッチ係合信号に追従させる。接触点の決定にはクラッチ位置センサ29からの測定されたクラッチの位置を使用するのが好ましい。クラッチアクチュエータ27が、要求されたクラッチ圧力に応じてクラッチ作動信号により圧力制御され、かつクラッチ圧力センサにより測定されたクラッチ圧力フィードバックを用いることができることを当業者には理解できるであろう。
【００１４】
変速機入力速度センサ３１は、変速機３０への入力である変速機入力軸２５の回転速度を検知する。変速機３０は、変速機シフト制御装置３３の制御のもとに選択可能な駆動比を駆動軸３５に送る。駆動軸３５は差動歯車４０と連結されている。変速機出力速度センサ３７は駆動軸３５の回転速度を検知する。変速機入力速度センサ３１及び変速機出力速度センサ３７は、エンジン速度センサ１３と同様に構成されているのが好ましい。本発明の好適な実施例において、自動車は大型トラックであり、差動歯車４０はそれぞれ４つの車輪５１〜５４に連結された４本の車軸４１〜４４を駆動する。
【００１５】
変速機シフト制御装置３３は、スロットル１１、エンジン速度センサ１３、変速機入力速度センサ３１及び変速機出力速度センサ３７からの信号を受ける。また、変速機シフト制御装置３３は、クラッチ作動制御装置６０に接続された変速機制御のためのギヤ選択信号及びクラッチ係合／離脱信号を発生する。さらに、変速機シフト制御装置３３は、スロットル設定、エンジン速度、変速機入力速度及び変速機出力速度に応じて、変速機３０により発生される最終ギヤ比を変更するのが好ましい。変速機シフト制御装置３３は、摩擦クラッチ２０が係合又は離脱すべきかによりそれぞれ係合及び離脱信号をクラッチ作動制御装置６０に送る。また、変速機シフト制御装置は、ギヤ信号をクラッチ作動制御装置６０に送る。このギヤ信号は選択されたギヤに応じた係数の組み合わせの再現を許容する。変速機シフト制御装置３３はアップシフトの間、慣性ブレーキ２９を短時間係合させるのが好ましい。これにより変速機入力軸２５の回転速度を下げ、より高いギヤとの係合前に駆動軸３５の回転速度を整合させる。本発明の接触点決定では、次に説明するように慣性ブレーキ２８を使用する。変速機シフト制御装置３３は本発明の一部も形成することはなく、又、更なる説明がなされないことに注意すべきである。
【００１６】
クラッチ作動制御装置６０は、クラッチアクチュエータ２７にクラッチ係合信号を送って可動板２３の位置を制御する。これにより、図２のクラッチトルク／位置曲線８０に従い、クラッチ２０によって伝達されるトルク量が制御される。クラッチ作動制御装置６０は、変速機シフト制御装置３３の制御の下で作動する。クラッチ作動制御装置６０は、変速機シフト制御装置３３からの係合信号を受けたとき、離脱から少なくても部分的係合もしくは係合完了に至る可動板２３の運動を制御する。好適な実施例においては、クラッチ係合信号が所望のクラッチ位置を表示することが意図されている。クラッチアクチュエータ２７は、クラッチ位置センサ２９からの測定されたクラッチ位置を使用し、この所望のクラッチ位置に可動板２３を制御する閉ループ制御システムを備えていることが好ましい。また、クラッチ係合信号は、所望クラッチ圧力に対する閉ループ制御を行うクラッチアクチュエータ２７により所望圧力を示すのに適している。特定の車両においては、クラッチアクチュエータ２７は開ループ状態で作動させるのに適している。クラッチアクチュエータ２７の正確な詳細は、本発明にとって重要ではないので更なる説明は行なわない。
【００１７】
クラッチ作動制御装置６０は、変速機シフト制御装置３３からの離脱信号を受けたときに、クラッチ２０の急速な離脱のために所定の開ループクラッチ離脱信号を発生する。クラッチ２０のこの所定の開ループ離脱に対して逆に振動する反応は予期されない。
【００１８】
クラッチ作動制御装置６０の制御機能は接触点８１及び全係合間のクラッチ位置に対してのみ必要とされる。接触点８１に対応するクラッチ係合より少ないクラッチ係合は、クラッチ２０が全体的に離脱されているのでトルク伝達の可能性はない。本発明は接触点８１に対応するクラッチ位置を検出する方法である。変速機シフト制御装置３３からの係合信号を受けたとき、クラッチ作動制御装置６０はクラッチ２０を接触点８１に対応する点に急速に進めるのが好ましい。これにより、接触点８１においてクラッチ係合制御のゼロを設定する。この後、クラッチの係合はクラッチ作動制御装置６０の制御機能により制御される。
【００１９】
図３は、クラッチ２０の接触点の決定についての概略図である。このプロセスはクラッチ作動制御装置６０の制御機能のサブセットであるのが好ましい。接触点の決定には変速機３０を中立にし、慣性ブレーキ２８をかけることを伴う。クラッチ２０は、エンジン１０がアイドリングの間、変速機の入力速度がエンジンのアイドル速度の所定小部分に到達するまで徐々に係合される。図２の点８３に対応するクラッチ係合のこの度合により、クラッチ２０を介してトルクを伝達し、慣性ブレーキ２８のわずかなブレーキトルクに打ち勝つ。小さな固定されたオフセット８５がクラッチ係合のこの度合から減算され接触点８１が決定される。
【００２０】
接触点決定のプロセスは適当な初期状態を設定することから開始される。これらの初期状態にはエンジン１０のアイドル、中立の変速機３０及び係合された慣性ブレーキ２８が含まれる。慣性ブレーキ２８は変速機入力軸２５の回転速度とアップシフト時の駆動軸３５の回転速度との整合を補助するために通常存在する。クラッチ２０はシフト時に離脱されるので必要なブレーキ量は非常に小さい。必要な慣性ブレーキ２８はアイドルエンジントルクの約５％のブレーキトルクを発揮するのみである。基準速度発生器６１は基準速度信号を発生する。この基準速度信号はエンジンアイドル速度の約４０％から６０％に対応する。この基準速度信号は、接触点の決定にエンジン１０のアイドル時のクラッチの滑りが必要なので、エンジンアイドル速度より小さくなければならない。この基準速度信号はプレフィルタ６２を介して濾過される。プレフィルタ６２は制御プロセスに対する基準速度信号のステップ機能の適用を防止するために設けられている。
【００２１】
エラー速度信号が代数加算器６３において形成される。エラー速度信号はプレフィルター６２により濾過された基準速度信号から濾過された入力速度信号を引いた差である。変速機入力速度センサ３１は、変速機入力軸２５の回転速度に対応する変速機入力速度信号を発生する。リード補償器６４は、その差の形成前において変速機入力速度信号を濾過する。
【００２２】
エラー速度信号はクラッチレギュレータ６５を駆動する。このレギュレータはクラッチ係合信号を発生しクラッチアクチュエータに使用する。これは変速機のシフトに追従するクラッチ２０の再係合時の作用と同様である。クラッチアクチュエータ２７はクラッチ作動信号に応じてクラッチ２０をある程度まで係合する。クラッチの係合の度合は、変速機入力軸２５に連結するトルク量とそれから測定された変速機入力速度を決定するので、これがフィードバックシステムを形成する。エンジンアイドル速度より小さい基準速度信号の選択によって、エラー速度信号がゼロに駆動されたときのクラッチ２０のスリップを確実なものとする。慣性ブレーキ２８のブレーキトルクに打ち勝つために必要なトルク量は小さいのでエンジン１０を停止させることはない。
【００２３】
決定ロジック装置６８においてクラッチ接触点の決定がなされる。決定ロジック装置６８は、ローパスフィルタ６６を介して濾過された測定された変速機入力速度信号を受ける。また、決定ロジック装置６８はローパスフィルタ６７を介して濾過されたクラッチ位置センサ２９からの測定されたクラッチ位置信号を受ける。最後に、決定ロジック装置６８は、基準速度発生器６１からの基準速度信号を受ける。濾過された入力速度信号を基準速度信号と比較することにより安定した状態が得られたとき、決定ロジック装置６８は決定を行なう。安定した状態とは、濾過入力速度信号が基準速度信号の、４％のような、所定の少数部分内にあるときと定義される。この状態に到達したとき、決定ロジック装置６８は、濾過され、測定されたクラッチ位置信号としての点８３を決定する。
【００２４】
第２の代数的加算器６９は、接触点８１に対するクラッチ位置を決定する。クラッチ接触点オフセット発生器７０は、図２に示す間隔８５に応じてクラッチ接触点オフセット信号を発生する。この量は特定の車両に対して固定されており、クラッチトルク／位置曲線８０及び慣性ブレーキ２８のブレーキトルクに依存する。本発明の好適な実施例において、クラッチ接触点オフセット信号はクラッチ全移動距離の６．８ ％である。第２の代数的加算器６９は、決定ロジック装置６８からの濾過され測定されたクラッチ位置信号からクラッチ接触点オフセット信号を引いた差に応じてクラッチ接触点信号を形成する。
【００２５】
図４は、図３に示す実施例をさらに改良した他の実施例を示したものである。この実施例はクラッチの係合の度合が得られない場合に使用することができる。図３に示されたローパスフィルタ67に類似したローパスフィルタ71は、クラッチレギュレータ65からのクラッチ係合信号を濾過する。この信号を使用できるようになると、クラッチアクチュエータ27はこの信号に応じてクラッチを係合させるので、この信号はクラッチ係合の度合として使用することができる。決定ロジック装置68は、濾過された入力速度信号が基準速度信号の４％以内にあるときに決定を行なう。この状態に到達したとき、決定ロジック装置68は濾過されたクラッチ係合信号として点83を決定する。図４の実施例の他の部分は、図３に関連して前に説明したように作動する。
【００２６】
クラッチ接触点の決定を含むクラッチ作動制御装置６０は、マイクロコントローラ回路を介して実現されるのが好ましい。エンジン速度、変速機入力速度、スロットル設定及びクラッチ位置に対応した入力は、デジタル形態でなければならない。これらの入力信号は、マイクロコントローラの作動速度に一致する速度で、かつ所望の制御を行なうのに十分な速度でサンプリングされるのが好ましい。前述のように、エンジン速度、変速機入力速度及び変速機出力速度は、歯の回転が磁気センサにより検知される多数歯の歯車を介して検知されるのが好ましい。磁気センサによって検知されるパルス列は所定間隔でカウントされる。それぞれのカウントは、測定速度に直接的に比例している。適正な制御のために、変速機入力速度信号のサインは、もし車両が後方に移動するならば、負でなければならない。駆動軸３５の回転方向を検知する何らかの手段が必要である。このような方向の検知手段は従来からあり、更なる説明は行なわない。
【００２７】
スロットル設定及びクラッチの位置は、ポテンショメータのようなアナログセンサにより検知されるのがよい。これらのアナログ信号はマイクロコントローラで使用するためアナログ／デジタルコンバータによりデジタル化される。マイクロコントローラは、従来周知の技術における離散形微分方程式により、図３及び図４に示すプロセスを実行する。従って、図３及び４に示す制御プロセスは抽象的ハードウエアというよりむしろ本発明を具体化するマイクロコントローラのプログラム方法を指示したものとみなされる。同様なマイクロコントローラは、十分な容量と適正なプログラムを有しているのであれば、本発明のクラッチ接触点決定を含むクラッチ作動制御装置６０及び変速機シフト制御装置３３の両方の働きをするのが好ましい。インテルの８０Ｃ１９６はこのような働きをする十分な演算容量を備えていると考えられる。
【００２８】
上述のように、図３及び図４の要素は、マイクロコントローラ内の離散形微分方程式により実施するのが好ましい。離散形微分方程式の数値はプロセッサ・サンプリング速度の係数である。以下の特定の値は１００ＫＨｚのサンプリング速度に基づいている。低位のサンプリング速度が好ましく、これは同じフィルタ応答を実施する異なった係数値を必要とする。サンプリング速度に対する係数の調整は通常の従来技術内にて行なわれる。好適な実施例において、プレフィルタ６２の出力Ｐ_１ のｉ番目の値は次の式で与えられる。
Ｐ_１ ＝ ０．９８Ｐ_ｉ−１ ＋ ０．０２Ｓ_ｒｅｆ （１）
ここで、Ｐ_ｉ−１ はプレフィルタの出力の直前の値であり、Ｓ_ｒｅｆ は基準入力速度信号である。リード補償器６４のｉ番目の出力ＳＣｏｍｐｉ は次の式で与えられるのが好ましい。
ＳＣｏｍｐ_ｉ ＝ ０．６３２６５ＳＣＯＭＰ_ｉ−１ ＋ ２．６３２７ＳＩｎ_ｉ − ２．２６５３ＳＩｎ_ｉ−１ （２）
ここで、ＳＣｏｍｐ_ｉ−１ は補償器出力の前値であり、ＳＩｎ_ｉは変速機入力速度の現在値であり、ＳＩｎ_ｉ−１は変速機入力信号の次に続く値である。
【００２９】
クラッチレギュレータ６５により発生されるクラッチ係合信号ＣＥｎｇ_ｉ のｉ番目の値は次の式により与えられる。
ＣＥｎｇ_ｉ ＝ ＣＥｎｇ_ｉ−１ ＋ ＳＥｒｒ_ｉ − ０．９８ＳＥｒｒ_ｉ−１ （３）
ここで、ＣＥｎｇ_ｉ−１ はクラッチ信号信号の直前の値であり、ＳＥｒｒ_ｉ はエラー速度信号の現在値であり、ＳＥｒｒ_ｉ−１ はエラー速度信号の直前の値である。ローパスフィルタ６６からの濾過された変速機入力速度信号ＳＦｉｌ_ｉ のｉ番目の値は次の式で与えられる。
ＳＦｉｌ_ｉ ＝ １．７６６７ＳＦｉｌ_ｉ−１ − ０．７８６６ＳＦｉｌ_ｉ−２ ＋ ０．０２ＳＩｎ_ｉ （４）
ここで、ＳＦｉｌ_ｉ−１ は濾過された変速機入力速度信号の直前の値であり、ＳＦｉｌ_ｉ−２ は濾過された変速機入力速度信号の次に前の値である。最後に、濾過され、測定されたクラッチ位置信号ＣＦｉｌ_ｉ のｉ番目の値は次の式により与えられる。
ＣＦｉｌ_ｉ ＝ ０．９８ＣＦｉｌ^ｉ−１ ＋ ０．０２ＣＰｏｓ_ｉ （５）
ここで、ＣＦｉｌ^ｉ−１ は濾過され、測定されたクラッチ位置信号の直前の値である。
【００３０】
この技術により、接触点の決定を有利に行なうことができる。この技術は周知の小さい値を伝達するクラッチ係合の測定に基づいている。変速機は中立位置にあるので、変速機入力軸２５にかかる別のトルクはなく、従って障害になる力はない。この周知の小トルクを伝達するクラッチ係合を測定することにより、接触点は、初期トルク伝達点を探すより、より信頼性をもって予測することができる。フィードバック・システムにより、この小トルクを伝達する係合の度合に確実に到達することができる。これは初期トルク伝達点においては容易になすことができない。更に、慣性ブレーキ及びクラッチ係合センサは一般的に基本的な装置にはすでに取付けられているので、新たにハードウエアを付加する必要はない。
【００３１】
上記のシステムの作動は、変速機がニュートラルにあり、エンジンがアイドル状態で、慣性ブレーキがかかり、クラッチが解除すなわち完全切り離し位置にある初期状態で開始される。次に、図５にグラフ表示されているように、クラッチが徐々に噛み合わされる、すなわち連結位置に向かって移動して、やがてそれがちょうど接触点ＴＰを通過し、測定入力速度が基準速度に達する。この場合、クラッチの移動は、入力速度と基準速度との差によって押し進められ、入力速度は初めにゼロであるため、基準速度よりはるかに低い。
【００３２】
同システムの別の作動は、変速機がニュートラルにあり、エンジンがアイドル状態で、慣性ブレーキがかかり、クラッチが噛み合いすなわち完全係合位置にある初期状態で開始される。次に、図６の曲線Ａでグラフ表示されているように、クラッチは、完全係合（ＦＥ）位置から開始して、徐々に解除すなわち切り離されて、やがてそれは、慣性ブレーキの影響を受けてクラッチが滑り始めることができる接触点より上方の点８３（図２）に接近して、測定入力速度が基準速度に達する。
【００３３】
先行例の場合と同様に、クラッチの移動は、入力速度と基準速度との差によって押し進められるが、ここでは、入力速度が初めにエンジンアイドル速度であるため、基準速度よりはるかに高い。この別の方法には、制御が良好になるという利点がある。小さいトルク入力の慣性ブレーキは、クラッチが解除された時に速度に徐々に作用するため、噛み合いクラッチの高トルク能力によって慣性ブレーキに迅速に打ち勝つクラッチ係合方法とは異なって、速度減衰率が低く、制御が容易である。
【００３４】
システムをわずかに変更することによって、図６の曲線Ｂで示されているような迅速な結果を得ることができる更なる改良が行われる。これは、接触点が既知であるため、クラッチを完全係合位置からクラッチを徐々に解除し始めるべき、接触点付近の初期設定位置ＩＰへ移動させることができる場合に適用できる。老朽化、摩耗または温度変化によるシステム変化によって接触点も同様に変化するため、たとえ先行接触点が既知であっても、現在の接触点をその値だけから決定することは不十分である。従って、車両の始動時毎に接触点を更新するのが望ましい。このため、図３のシステムは、先行接触点を記憶するメモリ及び先行接触点に基づいて初期設定点ＩＰへクラッチを移動させる初期設定制御装置を設けることによって改良することができる。
【００３５】
図７は、本発明の実施形態を示すものであり、この改良システムは、接触点メモリ回路90及び初期設定回路92が追加されている点を除いて、図３のシステムと同じである。接触点メモリ90は、入力部が加算器69の出力部に接続されており、先に決定された接触点の最も最近のものを、または移動平均を決定できるように最も最近の接触点の幾つかを記憶する。好ましくは、メモリは、システムマイクロコントローラメモリの一部を構成している。
【００３６】
初期設定回路９２は、メモリ９０及びクラッチレギュレータ６５に接続されて、最近の既知接触点の１つまたは複数に基づいて初期クラッチ位置ＩＰを計算する。クラッチをさらに解除移動させることによって接触点を見つけることができるように、初期クラッチ位置ＩＰは先行接触点より十分に高くして、それがまた現在の接触点より確実に高くなるようにしなければならない。
例えば、初期クラッチ位置は、先行接触点に一定増分を加えたものにすることができる。信号が初期設定回路９２からクラッチレギュレータ６５へ送られることによって、クラッチが位置ＩＰへ押し進められる。次に、測定入力速度と基準速度との差に基づいて、上記クラッチ制御が引き継いて、点８３または点８３より幾分下方まで徐々に移動する。図３のシステムに関しては、クラッチ接触点オフセットを加えて実際の接触点を決定するが、オフセットは小さい値にすることができる。
【００３７】
このように、図６及び図７に関連して説明した技術は、システムにさらなる機械素子を追加することなく高い信頼度で接触点を定めるという図３及び図４のシステムが備えた利点を持ち、また主にマイクロコントローラプログラミングで実行することができる。さらに、これらの技術は、入力軸の急激な加速または減速を行わないでクラッチの前進をさらに制御可能にして、クラッチ位置をより正確に決定することができるようにする。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によるクラッチの接触点決定装置が主に基準速度発生器、変速機入力速度センサ、クラッチ係合センサに接続された決定ロジック装置を備えているので、慣性ブレーキが係合されかつ変速機が中立位置にあるとき、もし変速機入力速度信号が基準速度信号の所定量内にある場合、クラッチ接触点信号をクラッチ係合測定値に等しく設定することができることにより、自動的にかつ確実なクラッチの接触点決定を行なうことができる。
また、本発明によれば、クラッチ接触点のオフセット量を加えて実際の接触点を決定することができ、更なる機械素子を追加することなく高い信頼度で接触点を定めることができる。
また、本発明の方法によれば、基準速度信号と検知された摩擦クラッチの出力軸速度との速度差を得て、この速度差を最小にするため、摩擦クラッチをある程度まで係合し、摩擦クラッチの出力軸速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチの係合度合いに応じて最適なクラッチ接触点信号を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ作動制御装置を含む車両駆動系の概略図である。
【図２】クラッチ係合とクラッチトルクとの関係を示すグラフである。
【図３】従来のクラッチ接触点決定の第１実施例を示す概略図である。
【図４】クラッチ接触点決定の第２実施例を示す概略図である。
【図５】図３の実施例における作動を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施例における作動を説明するためのグラフである。
【図７】図６に関する本発明のクラッチ接触点決定を説明するための概略図である。

【符号の説明】
１０ エンジン
２０ 摩擦クラッチ
２５ クラッチ出力軸
２７ クラッチアクチュエータ
２８ クラッチ位置センサ
２９ 慣性ブレーキ
３０ 変速機
３１ 変速機入力速度センサ
３３ クラッチシフト制御装置
３５ 変速機出力軸
５１，５２，５３，５４ 車輪
６０ クラッチ作動制御装置
６１ 基準速度発生器
６２ プレフィルタ
６３ 代数的加算器
６８ 決定ロジック装置

Claims (24)

1. 所定のアイドル速度を有する駆動動力源と、該駆動動力源からクラッチ出力軸にトルクを制御可能に伝達する摩擦クラッチと、前記クラッチ出力軸に連結された入力軸及び中立位置を有する多速変速機と、該多速変速機の出力軸に連結された少なくとも１つの慣性−負荷の牽引車輪と、クラッチ係合の度合を制御する自動クラッチ制御装置とを含む組み合わせにおける接触点決定装置であって、
   駆動動力源のアイドル速度の所定小数部に対応する基準速度信号を発生する基準速度発生器と、
   摩擦クラッチの出力軸の回転速度に対応する変速機入力速度信号を発生する、摩擦クラッチの出力軸に連結された変速機入力速度センサと、
   所定のブレーキトルクを摩擦クラッチの出力軸に付与するため選択的に係合可能な慣性ブレーキと、
   クラッチ係合信号に応じて、摩擦クラッチの係合から係合完了までの作動を制御するため摩擦クラッチに連結されたクラッチアクチュエータと、
   前記基準信号発生器、前記変速機入力速度センサ、前記慣性ブレーキ、前記クラッチアクチュエータ及び前記クラッチ係合センサに接続された制御装置とを含み、
   該制御装置が、
   駆動動力源がアイドル状態であり、かつ多速変速機が中立位置にあるときの接触点決定の間に、前記慣性ブレーキを係合させる慣性ブレーキ係合装置と、
   前記基準速度発生器と前記変速機入力速度センサに接続され、前記基準速度信号と前記変速機入力速度信号との差に応じて第１代数和信号を発生する第１代数的加算器と、
   摩擦クラッチをある程度まで作動して前記第１代数和信号を最小化するために、前記第１代数的加算器に接続され、前記クラッチアクチュエータへ供給する前記クラッチ係合信号を発生する補償器と、
   前記基準速度発生器、前記変速機入力速度センサ及び前記クラッチ係合センサに接続され、前記慣性ブレーキが係合されかつ多速変速機が中立位置にあるときに前記変速機入力速度信号が前記基準速度信号の所定量内にある場合、クラッチ接触点信号をクラッチ係合測定値に等しく設定するための決定ロジック装置とを含み、
   さらに、前記摩擦クラッチが、初期的な係合状態にあり、前記制御装置は、
   先行接触点の値を記憶するためのメモリ手段（ 90 ）と、
   前記摩擦クラッチを部分的に切り離し、前記先行接触点の値よりも高い係合度を与える初期設定回路（ 92 ）とを含み、
   前記補償器は、前記初期設定回路によって定められた係合度から前記第１代数和信号を最小にする係合度で摩擦クラッチを切り離すために、前記クラッチアクチュエータに供給する前記クラッチ係合信号を発生するための手段（ 65 ）を含んでいることを特徴とする接触点決定装置。
2. 摩擦クラッチの係合の度合に応じて測定クラッチ係合信号を発生するための摩擦クラッチに接続されたクラッチ係合センサを更に含み、
   制御装置は、変速機入力速度信号が基準速度信号の所定量内にある時にクラッチ接触点信号を前記測定クラッチ係合信号に等しく設定する、決定ロジック装置を含むことを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
3. クラッチ係合センサは、測定クラッチ位置信号を発生するクラッチ位置センサからなり、クラッチアクチュエータは、クラッチ係合信号によって示される所望クラッチ位置に応じて摩擦クラッチの位置を制御し、さらに、制御装置が、クラッチ位置を示すクラッチ係合信号を発生する補償器と、クラッチ位置を示すクラッチ接触点信号を発生する決定ロジック装置とを備えること特徴とする請求項２の接触点決定装置。
4. クラッチ係合センサは、クラッチ圧力信号を発生するクラッチ圧力センサからなり、クラッチアクチュエータは、クラッチ係合信号により示される所望のクラッチ圧力に応じて摩擦クラッチの圧力を制御し、さらに、
   制御装置が、クラッチ圧力を示すクラッチ係合信号を発生する補償器と、クラッチ圧力を示すクラッチ接触点信号を発生する決定ロジック装置とを備えること特徴とする請求項２の接触点決定装置。
5. 制御装置は、濾過された測定クラッチ係合信号を発生するためにクラッチ係合センサに接続されたクラッチ係合信号フィルタと、変速機入力速度信号が基準速度信号の所定量内にあるとき、前記濾過された測定クラッチ係合信号に等しいクラッチ接触点を設定する決定ロジック装置とを備えていることを特徴とする請求項２の接触点決定装置。
6. 制御装置は、変速機入力速度信号が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点をクラッチ係合信号に等しく設定する決定ロジック装置を備えていることを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
7. 制御装置は更に、濾過された基準速度信号を発生するために基準速度信号発生器に接続されたプレフィルタと、濾過された変速機入力速度信号を発生するために変速機入力速度センサに接続されたリード補償用フィルタとを含み、前記第１代数的加算器が、前記濾過された基準速度信号と前記濾過された変速機入力速度信号との差に応じて前記第１代数和加算信号を発生することを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
8. 制御装置は更に、接触点オフセット信号を発生するための接触点オフセット発生器と、前記クラッチ接触点信号と前記接触点オフセット信号との間の差に応じて補正クラッチ接触点を形成するために、決定ロジック装置及び前記接触点オフセット発生器に接続された第２代数的加算器とを含むことを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
9. 基準速度発生器は、アイドル速度の40％ないし60％の範囲内の基準速度信号を発生することを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
10. 制御装置は、変速機速度信号が基準速度信号の２％以内にあるとき、クラッチ接触点をクラッチ係合測定値に等しく設定する決定ロジック装置を備えていることを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
11. 所定アイドル速度を有する駆動動力源と、該駆動動力源からクラッチ出力軸にトルクを制御可能に伝達する摩擦クラッチと、前記クラッチ出力軸に連結された入力軸及び中立位置を有する多速変速機と、該多速変速機の出力軸に連結された少なくとも１つの慣性−負荷牽引車輪と、クラッチ係合の度合を制御する自動クラッチ制御装置とを含む組み合わせにおける摩擦クラッチの接触点を決定する方法であって、
    駆動動力源を所定アイドル速度で作動させ、
    多速変速機において中立位置を選択し、
    所定ブレーキトルクを摩擦クラッチの出力軸に付与し、
    アイドル速度より小さい基準速度信号を発生させ、
    摩擦クラッチの出力軸の回転速度を検知し、
    基準速度信号と検知された摩擦クラッチ出力軸の回転速度間の速度差を決定し、
    摩擦クラッチを作動してクラッチをある程度まで係合させて前記速度差を最小にし、
    もし検知された摩擦クラッチの出力軸の回転速度が基準速度信号の所定量内にある場合、クラッチ係合の度合に応じてクラッチ接触点信号を決定する、各ステップを有し、
    さらに、前記摩擦クラッチが、初期的な係合状態にあり、さらに付加的ステップとして、
    以前の操作からの接触点の情報を記憶し、
    前記記憶された接触点のすぐ上方の点まで作動させることによって前記摩擦クラッチを部分的に切り離し、
    その後、前記摩擦クラッチをある程度切り離して、速度差を最小限にする作動ステップを実行する、各ステップを含むことを特徴とする接触点決定方法。
12. 基準速度信号を濾過し、
    検知された摩擦クラッチ出力軸の回転速度を濾過するステップを更に含み、
    速度差を形成する前記ステップが、濾過された基準速度信号及び濾過され検知された摩擦クラッチ出力軸の回転速度間の差の形成を含むことを特徴とする請求項11の方法。
13. クラッチ係合の度合を検知する前記ステップを更に含み、 クラッチ接触点信号を決定するステップにおいて、検知された摩擦クラッチ出力軸の回転速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点信号が検知されたクラッチ係合の度合と等しく設定されることを特徴とする請求項11の方法。
14. クラッチ係合の度合を検知する前記ステップは摩擦クラッチの位置測定を含み、
    クラッチ接触点信号を決定するステップにおいて、摩擦クラッチ出力軸の検知された回転速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点信号が測定されたクラッチ位置に等しく設定されることを特徴とする請求項13の方法。
15. クラッチ係合の度合を検知する前記ステップは摩擦クラッチ圧力の測定を含み、
    クラッチ接触点信号を決定するステップにおいて、摩擦クラッチ出力軸の検知された回転速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点信号が測定されたクラッチ圧力に等しく設定されることを特徴とする請求項13の方法。
16. 摩擦クラッチをある程度まで作動して速度差を最小にする前記ステップは、前記速度差に応じてクラッチ係合信号を発生させ、そして、前記クラッチ係合信号に応じて摩擦クラッチをある程度まで作動させることを含み、また、
    クラッチ接触点信号を決定するステップにおいて、摩擦クラッチ出力軸の検知された回転速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点信号が前記クラッチ係合信号に等しく設定されることを特徴とする請求項11の方法。
17. 検知されたクラッチ係合の度合を濾過するステップを更に含み、
    クラッチ接触点信号を決定するステップにおいて、摩擦クラッチ出力軸の検知された回転速度が基準速度信号の所定量内にあるとき、クラッチ接触点信号が濾過され検知されたクラッチ係合の度合に等しく設定されることを特徴とする請求項11の方法。
18. 摩擦クラッチが所定トルクを伝達するときのクラッチ係合し、かつ摩擦クラッチが丁度ゼロトルク以上のトルクを伝達するときのクラッチ係合とのクラッチ係合における差に応じて接触点オフセット信号を発生し、
    前記クラッチ接触点信号と前記接触点オフセット信号との間の差に応じて補正クラッチ接触点を形成するステップとを更に含むことを特徴とする請求項11の方法。
19. 基準速度信号がアイドル速度の40％ないし60％の範囲内にあることを特徴とする請求項11の方法。
20. クラッチ接触点信号を決定する前記ステップにおいて、もし摩擦クラッチ出力軸の検知された回転速度が基準速度信号の４％内にある場合、クラッチ係合の度合に応じてクラッチ接触点が設定されることを特徴とする請求項11の方法。
21. クラッチは初めに切り離されており、そして、
    摩擦クラッチを作動させるステップは、摩擦クラッチをある程度係合させて前記速度差を最小限にすることを含んでいる請求項11の方法。
22. クラッチは初めに連結されており、
    摩擦クラッチを作動させるステップが、摩擦クラッチをある程度切り離して前記速度差を最小限にすることを含んでいる請求項11の方法。
23. 摩擦クラッチは初めに切り離されており、
    補償器は、摩擦クラッチを係合して前記第１代数和信号を最小にするために、前記クラッチアクチュエータへの供給手段を有していることを特徴とする請求項１の接触点決定装置。
24. 摩擦クラッチは初めに連結されており、
    補償器は、摩擦クラッチを切り離して前記第１代数和信号を最小にするために、前記クラッチアクチュエータへの供給手段を有していることを特徴とする請求項１の接触点決定装置。

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