JP4068670B2 - トルク伝達装置の制御方法およびロックアップクラッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トルク伝達装置の制御方法であって、前記トルク伝達装置は、駆動装置の被駆動部と結合し、かつ駆動シャフトを介してオートマチックトランスミッションと結合しており、さらに該トルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置された摩擦クラッチと、中央計算ユニットとを有し、摩擦クラッチの力印加状態、および摩擦クラッチにより伝達されるトルクは中央計算ユニットによって制御される形式のトルク伝達装置の制御方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、トルク伝達装置の流体コンバータ用のロックアップクラッチであって、ポンプホイールと、タービンホイールと、ガイドホイールと、コンバータカバーとが設けられており、前記コンバータカバーは回転軸に対して同心であり、ポンプホイールと固定結合しており、タービンホイールを取り囲むものであり、コンバータカバーとタービンホイールとの間に配置された同心リングピストンが半径方向外側では円錐形のクラッチ摩擦板として構成され、かつ半径方向内側ではタービンホイールと固定結合した対向密閉ボスに収容される密閉ボスを有するロックアップクラッチに関する。
【０００３】
【従来の技術】
トルク伝達装置の制御方法は公知である。ここでは、コンバータに並列に配置され、コンバータをロックアップする摩擦クラッチの圧力室間の圧力差を制御調整することによって、摩擦クラッチにより伝達されるトルクが調整される。
【０００４】
すなわち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１３０８７１号公報には、上述の形式のトルク伝達装置と関連して、駆動部および被駆動部との間に発生するスリップ値を測定し、前以て決められたスリップ目標値と比較しかつ場合により検出された差を低減する方向で制御する制御方法が記載されている。差の低減は、摩擦クラッチの２つの圧力室への流れ媒体圧力供給間の差を変化するようにして、行われる。したがって、慣用のスリップ制御に基づいている制御方法である。
【０００５】
米国特許第５０２９０８７号明細書から同様に、摩擦クラッチが並列に配置されているコンバータのための次の制御方法が公知である。すなわち、クラッチにおけるスリップを測定し、前以て決められたスリップ目標値と比較しかつ検出された差に依存して、摩擦クラッチの２つの圧力室間の差圧を変化する。したがってここでも、前以て決められたスリップ値からの測定された偏差が低減される方向に制御される典型的なスリップ制御である。
【０００６】
米国特許第４５７７７３７号明細書から、ハイドロダイナミックコンバータを介するトルク伝達をトルクセンサを用いて直接測定しかつ駆動機の作動状態に依存してトルク伝達を決定する、上述の形式のトルク伝達装置の制御のための方法が公知である。その際コンバータをロックアップする摩擦クラッチの接続は、要求されるトルク伝達が補償されているように、制御される。
【０００７】
この制御方法では、コンバータによって伝達されるトルクは、生じるスリップと類似して、当然、それが生じた後に漸く測定しかつ制御することができる。その限りにおいては、ここでも、ここではコンバータによって伝達すべきトルクで動作するにもかかわらず、スリップ制御に類似した制御構想である。
【０００８】
上述の形式のトルク伝達装置の摩擦クラッチから伝達されるトルクを意図的に制御するためのこの形式の装置は、実際には全くまたは少なくとも完全に満足できるものではないことがわかっている。
【０００９】
すなわち、スリップ制御では、装置の観点から、スリップが測定される、すなわち既に存在しているとき漸くスリップ変化に応答することができる。この事実は、ダイナミックプロセスではとりわけ、種々の欠点が生じるが、これら欠点はその取り除き方が反対方向である。
【００１０】
すなわち、駆動機の側でトルクが低下すると、トルク伝達装置におけるスリップは低減される。摩擦クラッチの連結の状態、ひいては駆動機からその他のドライブトレインへのトルク変動の妨げられない伝達を回避するために、摩擦クラッチから伝達されるトルクの低減を行わなければならない。しかし制御のダイナミック特性は実際には、装置に基因する遅延時間および無駄時間によって制限されているので、経験によれば５０ｒ．ｐ．ｍ．を下回ることができない最小スリップ回転数が必要である。
【００１１】
さらに、時間最適化された制御構想を阻む走行状況が存在する。
【００１２】
車両における回転質量の分配に基因して、有段変速機または無段変速機の入力側、ひいては速度段増速切換または変速比変化の際のトルク伝達装置の出力側における回転数が低減され、一方変速機の出力側における回転数は比較的一定に留まる。トルク伝達装置の被駆動回転数の低減と関連してスリップは高められるので、これによりこの場合も、ハイドロダイナミックコンバータの特性によって基因して、トルク伝達装置の入力側において高められたトルクが要求される。しかしこの高められたトルクはこの時点においては、駆動アッセンブリによって準備されない。したがって、駆動アッセンブリは制動されかつ、速度段増速切換ないし変速比変化の期間の摩擦クラッチの負荷状態が一定に保持されるとき、自動的に再びスリップは比較的低いレベルに調整される。しかし時間最適に構想された制御器は、摩擦クラッチの力供給を高めることによって、スリップの上昇に対抗しようとし、このために、切換終了時に、摩擦クラッチの拘束、ひいては駆動アッセンブリの、その他の駆動トレインへのトルクの不均一な形での伝達が生じる。
【００１３】
さらに、ドイツ連邦共和国特許第３７１２２２３号明細書からも既に、前以て決められた走行速度領域において、クラッチ係合力が絞り弁開度に依存して、駆動部および被駆動部との間にスリップが生じることができるように制御される、冒頭に述べた形式のトルク伝達装置のための制御方法が公知である。ここでは上述のスリップ制御とは異なって、絞り弁開度に依存して予め、摩擦クラッチへの力供給を調整設定する制御が扱われており、その場合トルク伝達装置の駆動部および被駆動部間のスリップはこの力供給に依存して調整設定される。
【００１４】
しかしこの制御では、摩擦クラッチから伝達されるトルクが、クラッチ係合力のみならず、摩擦ライニングの摩擦値にも依存している点で不十分である。摩擦ライニングは周知のように、温度、スリップ回転数、使用のオイルの特性およびその他の影響に依存して強い変動に曝されている。すなわち、この制御変形例においても、装置特性に変動があった場合にも、振動の隔絶のために満足できる大きさのスリップ回転数を保証するために、最小スリップ回転数が厳守されなければない。
【００１５】
これまで公知の装置はすべて、５０ｒ．ｐ．ｍ．より上の比較的大きな最小スリップ回転数でしか動作することができないという欠点を有している。このために一方において、ロックアップされていないコンバータに比して燃費の点で殆ど利点が得られず、他方において摩擦クラッチに発生する損失出力を制御するのが困難になる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題はとりわけ、コンバータおよび後置されているオートマチックトランスミッションを有する車両のすべての走行状況において５０ｒ．ｐ．ｍ．より著しく小さなスリップ回転数の調整設定を可能にする、トルク伝達装置を制御するための改良された方法を提供することである。
【００１７】
この形式のトルク伝達装置のハイドロダイナミック式流体コンバータのロックアップのための摩擦クラッチも既に一般に公知である。
【００１８】
平坦な摩擦面を有するロックアップクラッチでは、摩擦半径は圧力負荷に依存しておりかつ僅かな剛性のため、摩擦ライニング全体にわたる均一な加圧分布が保証されていない。これにより、スリップしているクラッチにおいて、摩擦ライニングの部分的な過熱、ひいては摩擦ライニング並びにこの領域に存在するオイル（Automatic Transmission Fluid ＝ＡＴＦ）の破壊が生じる。
【００１９】
さらに、摩擦クラッチから伝達可能なトルクは、摩擦半径に直接依存しており、このために、オートマチックトランスミッションにおいて使用可能なオイル圧と関連して、最小の半径方向の構造空間が要求される。
【００２０】
しかし上述の形式のコンバータロックアップクラッチでは、とりわけ、ピストン式ダンパユニットにおいて弾性的な緩衝部材が大きな半径において配置されるべきとき、数多くの車両変速機において使用することができない比較的大きな軸方向の構造空間が要求される。このような機械的な緩衝部材は、駆動機の側の非常に大きな励振領域においても、小さなスリップ回転数でも最低な振動隔離を保証するために、必要である。
【００２１】
この従来技術から出発して、本発明の別の課題は、上述の形式および目的設定の改善されたロックアップクラッチを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の制御方法において、摩擦クラッチにより伝達すべきトルクを、駆動装置のトルクに依存して検出し、
所定のトルクを伝達するのに必要な、摩擦クラッチの力印加状態を算出し、適合調整し、
算出されたトルクを伝達する駆動部−被駆動部間の滑りを、最小になるよう調整し、
滑りが最小である理想状態からの偏差を補正によって補償し、
少なくとも加速過程では、摩擦クラッチの開放によって同じギヤ段においてトルク変換による牽引力の上昇が得られるか否かを検出し、得られる場合は開放し、得られない場合はトランスミッションを少なくとも１つのギヤ段だけシフトダウンすることによって解決される。
【００２３】
モーメントの適応調整は、前以て決められた連結モーメントをその都度実際に存在する連結モーメントと比較することによって、実現することができる。その際実際の連結モーメントは、機関から送出されるモーメントとコンバータモーメントとの差から求めることができる。コンバータモーメントは、コンバータの入力回転数および出力回転数（直結）から求めることができる。しかしコンバータ出力回転数は、変速機出力回転数と変速比とから推定することもできる。このために、計算機においてコンバータ特性マップをファイルすることができる。
【００２４】
クラッチから伝達すべきトルクは、少なくとも、機関トルクに対する比において確定され、その際この比は少なくとも、次の作動条件の少なくとも１つに依存して決定されるｋme−係数によって決定される：
許容騒音レベル（車両における音響特性）
トルクコンバータないしロックアップクラッチの熱負荷
車両の牽引力ないし加速度
車両の負荷変化特性ないし快便性。
【００２５】
消費。
【００２６】
ｋme−係数の決定のために用いることができる上掲の作動条件ないし判断基準は部分的に矛盾しており、すなわちこれらは、ｋme−係数に関連して反対方向であり、それ故にこれら判断基準の複数を考慮する際に、その優先順位を重み付けなければならない。すなわち例えば、非常に小さなｋme−ファクタを選択することによって、音響特性を任意に改善することはできない。というのは、他の場合にはロックアップクラッチにおける高いスリップに基づいて、コンバータの許容できない程高い熱的な負荷が生じる可能性があるからである。すなわち、下回ってはならないまたは上回ってはならない境界条件がある。しかしこれらの境界条件のポジティブサイドにおいて、ｋme−係数に関する所定の変化可能性が残りその際このｋme−係数は一定に維持することができるが、生じている作動条件に依存して変えることもできる。この変化は、限界値の間で段階的にまたは連続的に行うことができる。ｋme−係数は有利には、０．４と１．１との間にあることができ、その際それは、０．７と０．９５との間にある値をとるとき、特別有利である。少なくとも内燃機関の数多くの作動領域において、有利には下側の作動領域および場合によっては上側の作動領域においても、ｋme−係数は、ロックアップクラッチが内燃機関から供給されるネットトルクを完全に伝達するように、選択することができる。この形式の方法では、ロックアップクラッチが、部分負荷領域のために設計されている緩衝部材を有する場合、有利である。すなわちこの形式の緩衝部材は、内燃機関から供給されるネットトルクより小さいロックアップないしストッパモーメントを有している。このストッパモーメントは、内燃機関のネットトルクの３０％および６０％の間のオーダを有することができる。この形式の振動緩衝部材の使用により、内燃機関の下側の作動領域において、比較的大きなｋme−係数との関連において生じる音響特性問題に少なくとも部分的に打ち勝つことができる。これまでの説明から明らかであるように、既述のように可変であってよくしかも状態量ないし作動量に依存して数学的な結合を介して計算することができるかまたは計算機ないしプロセッサに特性領域またはマップの形においてファイルすることができるｋme−係数は、車両の設計のための特性である。
【００２７】
コンバータロックアップクラッチにおける公知のスリップ制御と本発明のモーメント制御との間の間の重要な差異は、スリップ制御ではスリップそれ自体が制御量であり、一方本発明のモーメント制御では制御ないし調整量が、例えばロックアップクラッチの供給負荷圧力または供給負荷力のような、トルクないしこのトルクを表す量である点にある。伝達すべきモーメントを表す量ないし調整量の本発明による適応化では、実際には、これらの量ないし調整量は、外乱量観察の形式に従って補正される。すなわち、実際に伝達されたモーメントの、伝達すべきモーメントに関する偏差は、モデルを介して計算されかつそれに応じて相応に補正することができる。この補正は例えば、ＰＩＤ−成分またはＩ−成分のみを用いて、例えば加算的に行うことができる。しかし相応の補正を乗算的な係数を介して行うこともできるが、乗算的な成分ないし係数と同時に加算的な成分ないし係数を介する補正が有利である。
【００２８】
本発明では、入力モーメントの、コンバータによって伝達すべきハイドロリックな成分と摩擦クラッチによって伝達すべき機械的な成分とへの分割が行われる点が重要である。無段階制御のために、ロックアップクラッチは、インテリジェント制御部によって、その都度の走行状況に対してコンバータモーメントおよびロックアップモーメントの最適な分割が生じるように制御される可変の力が負荷供給される。
【００２９】
本発明の制御方法にとって特徴的なのは、すべての作動領域においてスリップする摩擦クラッチによって走行することができかつ摩擦クラッチはスリップに依存してではなく、モーメントに依存して制御されることである。その場合スリップは、自動的に調整されかつ伝達モーメントの補正のために、緩慢なスリップ制御ないし適応が従属せられる。切換過程の際に、コンバータをロックアップする摩擦クラッチは開放されず、引き続きモーメントに依存して制御される。モーメント制御のために、上昇する摩擦特性曲線が使用され、その際摩擦値は有利には、上昇するスリップとともに増加しかつグリップ摩擦値はスライド摩擦値より小さくなっている。
【００３０】
有利には、実施例の範囲において、摩擦クラッチによって伝達すべきトルクは、駆動アッセンブリのトルクに依存して次のモーメント式
ＭKupplung＝ｋme×Ｋkorr×（ＭAntriebsaggregat＋Ｍkorr_MOT）Ｍkorr_WUに従って求めることができ、ただし
ＭKupplung −摩擦クラッチにおけるモーメント、
ｋme −モーメント分配係数（０≦ｋme≦２）
Ｋkorr −乗算的に係ってくるエラーを補償するための補正係数
Ｍkorr_MOT −機関トルクに加算的に係ってくるエラーを補償するための補正モーメント
Ｍkorr_WU −クラッチモーメントに加算的に係ってくるエラーを補償するための補正モーメント、
ここにおいてトルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間の最小スリップは、ドライブトレイン作動領域全体にわたってのモーメント分配係数ｋmeの大きさに依存して自動的に調整設定されかつ理想的な状態からの偏差が補正係数Ｋkorrおよび補正モーメントＭkorr_MOTおよびＭkorr_WUによって長期的に補償される。
【００３１】
本発明の制御方法のこの実施例では、係数ｋmeおよび係数Ｋkorrを予め定めることによって僅かに抑えることができる、コンバータをロックアップする摩擦クラッチのスリップ値が生じる。所定の領域、例えば低い回転数および高い負荷において（そこでは数多くの内燃機関はトルクの低減を呈する）、係数は、摩擦クラッチによって伝達すべきモーメントが、比較的高い差回転数が生じるようにできるだけ僅かであるように、選択すべきである。その場合ソフトなコンバータおよび大きな変換との関連においてとりわけ、特別重要な作動領域において、被駆動モーメントの高まりが実現され、このためにあたかも駆動アッセンブリのモーメントが高められたようになる。
【００３２】
したがって本発明の制御方法は、小さなスリップにおける申し分ない振動隔離、切換過程および負荷変化過程時のドライブトレインにおける良好な応動並びに比較的大きな加速の余裕度という特徴を有するが、比較的小さいおよび／または比較的扁平なトルクコンバータも可能にし、このことは、フロントドライブおよび横置き形の内燃機関を有する車両では重要である。さらに、低く見積もることはできない燃費の面での利点がある。その理由は、本発明の方法では、コンバータはすべての速度段において摩擦クラッチによってロックアップされるからである。
【００３３】
請求項２に記載のモーメント式のモーメント分配係数ｋmeは、被駆動回転数、駆動アッセンブリの回転数にのみ、駆動アッセンブリの回転数並びにトルクまたは被駆動回転数並びに駆動アッセンブリのトルクに依存している値とすることができる。したがって係数ｋmeに対しても、駆動機の回転数は、それ自体だけでも或いは駆動アッセンブリから供給されるトルクとの関連において、重要な指標である。
【００３４】
トルク伝達装置の構成および機能に対してないし本発明の方法を実施するために、摩擦クラッチが流体圧力媒体操作可能でありかつ、摩擦クラッチとコンバータカバー部との間ないし摩擦クラッチとその他のコンバータケーシングとの間に２つの別個の圧力室が形成されかつこれらの圧力室の間に存在する差圧が摩擦クラッチによって伝達されるトルクを決定するように実現されていれば、有利である。
【００３５】
本発明の別の有利な実施例によれば、駆動アッセンブリとしての内燃機関を有する伝達装置において、その作動状態は機関回転数および絞り弁角度に依存して、機関回転数および吸気管負圧に依存してまたは機関回転数および噴射時間に依存して決定することができる。上述の択一的選択例において、作動状態に対する指標として常時、絞り弁角度、吸気管負圧または噴射時間のような別の量と関連して機関回転数が用いられる。
【００３６】
ハイドロリック装置および機械的な装置のダイナミックな特性に基づいて、トルク伝達装置によって伝達すべきトルクの、コンバータと摩擦クラッチとの間での分配に影響を及ぼすパラメータの値が極めて迅速に高くなった場合、著しく大きな値の衝撃または摩擦クラッチの固着によって種々異なった周波数の振動が惹き起されることになる。
【００３７】
このような振動生起を回避するために、本発明の有利な実施例によれば、これまでとは異なっている新たに計算される、伝達すべきトルクの、コンバータと摩擦クラッチとの間での分配に影響を及ぼすパラメータ、有利には差圧の値の調整設定は、時間に依存した関数に従って遅延して行われる。
【００３８】
しかしこれまでとは異なっている新たに計算される、伝達すべきトルクの、コンバータと摩擦クラッチとの間での分配に影響を及ぼすパラメータの値の調整設定は、トルク伝達装置の駆動部および被駆動部の間の差回転数に依存した関数に従って遅延して行うこともできる。
【００３９】
これまでとは異なっている新たに計算される、伝達すべきトルクの、コンバータと摩擦クラッチとの間での分配に影響を及ぼすパラメータの値の、機関回転数の勾配に依存した関数に従って遅延された調整設定も同様に可能である。
【００４０】
流体圧力媒体操作可能な摩擦クラッチの使用の場合、本発明の別の実施例によれば、摩擦クラッチにおいて所望される差圧を、ＰＩまたはＰＩＤ制御器を用いて制御することができ、その際摩擦クラッチによって伝達すべき所定のトルクを得るために必要である、摩擦クラッチにおける差圧から生じている差圧への制御区間は分析的に記述することは一義的にはできない。
【００４１】
しかし所望の差圧は、特性曲線から、弁電流のような圧力に比例した信号を取出しかつ調整設定することによって、摩擦クラッチにおいて調整設定することもでき、その際目標圧力と実際圧力と間に生じる偏差の補償はＩ−フィードバックを用いて行われる。しかしこれに対して択一的に、摩擦クラッチにおける所望の差圧は、電流比またはオンオフ比のような、所望の差圧に比例する信号を計算しかつＰＩ−Ｉ制御器またはＰＩＤ制御器を用いて制御するようにして調整設定することもできる。
【００４２】
別の重要な方法の変形例によれば、摩擦クラッチから実際に伝達されるトルクの、所望のトルクからの偏差は、生じた、トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップを測定しかつ目標値と比較することによって検出される。しかしこの形式の偏差は、別の実施例によれば、トルクコンバータによって伝達されるトルクをその特性曲線から計算しかつこれによりコンバータおよび摩擦クラッチの間の実際のモーメント分配を検査することによって検出することもできる。さらに、摩擦クラッチから実際に伝達されるトルクの、所望のトルクからの生じている偏差を、乗算的に係っているエラー、機関トルクに加算的に係っているエラー、連結モーメントに加算的に係っているエラー、機関トルクに乗算的および加算的に係っているエラー、連結モーメントに乗算的および加算的に係っているエラーまたは機関トルク並びに連結モーメントに乗算的にも加算的にも係っているエラーに基づいて調べかつこの種のエラーを数秒の時定数で補償して、単に制御の適応特性を実現するようにすることもできる。
【００４３】
方法の別の変形例は次の特徴を有している。すなわち、このことは有利には、絞り弁角度の変化速度によって顕著になることだが、運転者の側から加速希望のシグナリングがあると、トルク伝達装置におけるスリップを係数ｋmeの値を下げることで高めかつこれによりコンバータによって提供される必要以上のトルクの上昇分を付加的なトルク余裕として利用することができる。
【００４４】
さらに、本発明の方法の別の実施例において、トルク伝達装置におけるスリップをすべての速度段において摩擦クラッチによって決定し、これによりコンバータを介する出力伝達の効率は重要でなくなりかつ高いエンジンストール回転数（Stall-Speed-Drehzahl）および幅広いコンバータ領域を有するコンバータを設計することが可能になる。これにより、トルク伝達装置におけるスリップを故意に高めておいて得られるトルク余裕を著しく増大することができる。
【００４５】
本発明の別の変形例は次の特徴を有している：トルク伝達装置におけるスリップをすべての変速比において摩擦クラッチによって決定し、これによりコンバータを介する出力伝達の効率は重要でなくなりかつ高いエンジンストール回転数および幅広いコンバータ領域を有するコンバータを設計することが可能になる。
【００４６】
改善されたロックアップクラッチを提供するための設定された本発明の課題は、ポンプ車と、タービン車と、案内車と、回転軸線に対して定心され、ポンプ車に回動不能に連結されておりかつタービン車を取り囲むコンバータカバーとを備えた流体圧力媒体操作可能なクラッチによって特徴付けられており、その際コンバータカバーとタービン車との間に配置されている環状ピストンが、このことは後で詳細に説明するように、円錐形のクラッチ用摩擦板として半径方向に外側に実現されている。その際環状ピストンは、半径方向の内側に、タービン車に回動不能に連結されている対抗シールハブに収容されているシールハブを有することができる。
【００４７】
本発明の別の基本思想は、駆動アッセンブリ、例えば内燃機関の被駆動部に結合されておりかつ被駆動軸を介してオートマチックトランスミッションと駆動結合されているトルク伝達装置を制御するための方法に関し、このトルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置されている、流体圧力媒体操作可能な摩擦クラッチとを有し、該摩擦クラッチは、コンバータのタービン車とコンバータカバーとの間に配置されている、次のように構成されている圧力室を備えており、すなわち圧力室は、これら圧力室の間に存在する差圧が摩擦クラッチによって伝達可能なトルクを決定するように構成されており、かつ前記トルク伝達装置はさらに、測定値検出装置と、中央計算ユニットと、該中央計算ユニットと協働して、前記２つの圧力室の間の差圧、従って摩擦クラッチによって伝達可能なトルクの所望の変化を伝えるハイドロリック装置を備えている。
【００４８】
コンバータに並列に配置されておりかつコンバータをロックアップする摩擦クラッチの圧力室間の差圧の意図的な調整設定によって、摩擦クラッチによって伝達すべきトルクが調整設定される、トルク伝達装置を制御するための方法はそれ自体公知である。
【００４９】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１３０８７１号公報には、上述の形式のトルク伝達装置との関連において、駆動部および被駆動部間に発生するスリップ値を測定し、前以て決められたスリップ目標値と比較しかつ差が検出された場合にはこの差を減らすように制御する制御方法が記載されている。後者は、摩擦クラッチの２つの圧力室の流体媒体供給の差を変化するようにして行われる。従って、従来のスリップ制御に基づいた制御方法を扱っている。
【００５０】
米国特許第５０２９９０８７号明細書から、クラッチにおけるスリップを測定し、前以て決められた目標スリップ値と比較しかつ検出された偏差に依存して摩擦クラッチの２つの圧力室間の差圧を変える、並列に配置された摩擦クラッチを備えたコンバータの制御方法も公知である。したがってここでも、前以て決められたスリップ値からの測定された偏差を低減する方向に制御する、典型的なスリップ制御が扱われている。
【００５１】
さらに、米国特許第４５７７７３７号明細書から、ハイドロダイナミックコンバータを介するトルク伝達をトルクセンサを用いて直接測定しかつ駆動機の作動状態に依存してトルク伝達を決定する、上述の形式のトルク伝達装置を制御する方法が公知である。その際コンバータをロックアップする摩擦クラッチの接続は、要求されるトルク伝達が保証されているように制御される。
【００５２】
この制御方法では、コンバータによって伝達されるトルクは、生じるスリップに類似して、勿論、それが生じた後に始めて測定しかつ制御することができる。この限りにおいて、ここではコンバータによって伝達すべきトルクによって動作するにも拘らず、ここでも、スリップ制御のために使用される制御構想が扱われている。
【００５３】
駆動機の被駆動回転数と、トルク伝達装置に後置されている変速機の入力回転数との間の差またはこの回転数差に相応する値を測定し、目標値と比較しかつ実際値の、目標値からの生じた偏差を低減する方向で制御するこの形式のスリップ制御は、十分満足できるものではないことが認められている。
【００５４】
すなわち、切換過程時に、モーメント変化に基因して回転数差が変化する。その際回転数制御は、被駆動側においてないし変速機モーメントにおいて所望しない過振動を来すおそれがあるほどに遅れて行われる。さらに、切換の際切換過程の終了時に、コンバータをロックアップする摩擦クラッチの拘束が惹き起こされる。したがって、摩擦クラッチは切換過程において開放しなければならない。スリップ制御は、切換過程の際に、エンジンの被駆動回転数と変速機の入力回転数との回転数差を目標値に保持しようとし、すなわちトルク伝達装置に後置されている変速機に反して動作する。
【００５５】
したがって、本発明の課題は、コンバータと、該コンバータをロックアップする摩擦クラッチと、後置されたオートマチックトランスミッションとを有するトルク伝達装置を制御するための改良された方法を提供すること並びに少なくとも本発明の別の発明思想との関連において特別有利な方法で使用される、改良されたコンバータおよび改良された摩擦クラッチのような、改良された機械的な構成要素を提供することである。
【００５６】
本発明が制御方法に関して基礎としている課題は、請求項１の上位概念に記載の制御方法において、摩擦クラッチによって伝達すべきトルクを、駆動アッセンブリの作動状態に依存して次のトルク式
ＭKupplung＝ｋe×ｋkorr×ＭAntriebsaggregat
ただしｋe＝モーメント分配係数としてのｋmeおよび補正係数としてのｋkorrに従って求めかつ予め決められた連結モーメントの伝達のために必要な、摩擦クラッチの力供給を計算しかつ調整設定し、その際トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップは、前記モーメント分配係数ｋeの大きさに依存して生じかつ前記補正係数ｋkorrがその都度の固有のドライブトレインの、理想的な状態からの偏差を補償することによって解決される。
【００５７】
別の本発明の基本思想は、ドライブアッセンブリ、例えば内燃機関の被駆動部に結合されておりかつ被駆動軸を介してオートマチックトランスミッションと駆動結合されているトルク伝達装置を制御するための方法に関し、このトルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置されている摩擦クラッチと、測定値検出装置と、中央計算機ユニットを有し、その際摩擦クラッチの力供給、ひいてはそれ自体から伝達されるトルクが中央計算機ユニットとの関連において意図的に変化可能であり、かつ摩擦クラッチによって伝達すべきトルクを駆動アッセンブリの作動状態に依存して次のモーメント式
ＭKupplung＝Ｋe×Ｋkorr×ＭAntriebsaggregat
に従って求め、ただし
Ｋe＝モーメント分配係数としてのｋmeおよび補正係数としてのＫkorrであり、かつ前以て決められた連結モーメントの伝達のための必要である、摩擦クラッチの力供給を計算しかつ調整設定し、その際トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップは、ドライブトレインの作動領域全体にわたって一定であるモーメント分配係数Ｋeの大きさに依存して自動的に生じかつ前記補正係数Ｋkorrがその都度固有のドライブトレインの、理想的な状態からの偏差を補償する。
【００５８】
本発明は同様に、駆動アッセンブリ、例えば内燃機関の被駆動部に結合されておりかつ被駆動軸を介してオートマチックトランスミッションと駆動結合されているトルク伝達装置を制御するための方法に関し、このトルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置されている摩擦クラッチと、測定値検出装置と、中央計算機ユニットとを有し、その際摩擦クラッチの力供給、ひいてはそれ自体から伝達されるトルクが中央計算機ユニットとの関連において意図的に変化可能であり、かつ摩擦クラッチによって伝達すべきトルクは、駆動アッセンブリの作動状態に依存して次のモーメント式
ＭKupplung＝Ｋe×Ｋkorr×ＭAntriebsaggregat
に従って求め、ただし
Ｋe＝モーメント分配係数としてのｋmeおよび補正係数としてのＫkorrであり、かつ前以て決められたクラッチモーメントの伝達のための必要である、摩擦クラッチの力供給を計算しかつ調整設定し、その際トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップは、機関特性マップに無関係なモーメント分配係数Ｋeの大きさに依存して自動的に生じかつ前記補正係数Ｋkorrがその都度固有の駆動トレインの、理想的な状態からの偏差を補償する。
【００５９】
本発明が基礎としている課題は、駆動アッセンブリ、例えば内燃機関の被駆動部に結合されておりかつ被駆動軸を介してオートマチックトランスミッションに駆動結合されているトルク伝達装置を制御するための、次の方法によって解決され、すなわちこのトルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置されている摩擦クラッチと、測定値検出装置と、中央計算機ユニットを有し、その際摩擦クラッチの力供給、ひいてはそれ自体から伝達されるトルクが中央計算機ユニットとの協働において意図的に変化可能であり、かつ摩擦クラッチによって伝達すべきトルクを、駆動アッセンブリの作動状態に依存して次のモーメント式
ＭKupplung＝Ｋe×Ｋkorr×ＭAntriebsaggregat
に従って求め、ただし
Ｋe＝モーメント分配係数としてのｋmeおよび補正係数としてのｋkorrであり、
かつ前以て決められた連結モーメントの伝達のための必要である、摩擦クラッチの力供給を計算しかつ調整設定し、その際トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップは、駆動アッセンブリの回転数に依存しているモーメント分配係数Ｋeの大きさに依存して自動的に生じかつ前記補正係数Ｋkorrがその都度固有のドライブトレインの、理想的な状態からの偏差を補償する。
【００６０】
上記課題の別の解決手段は、ドライブアッセンブリ、例えば内燃機関の被駆動部に結合されておりかつ被駆動軸を介してオートマチックトランスミッションと駆動結合されているトルク伝達装置を制御するための、次のような方法であって、このトルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置されている摩擦クラッチと、測定値検出装置と、中央計算機ユニットを有し、その際摩擦クラッチの力供給、ひいてはそれ自体から伝達されるトルクが中央計算機ユニットとの協働において意図的に変化可能であり、かつ摩擦クラッチによって伝達すべきトルクをドライブアッセンブリの作動状態に依存して次のモーメント式
ＭKupplung＝Ｋe×Ｋkorr×ＭAntriebsaggregat
に従って求め、ただし
Ｋe＝モーメント分配係数としてのｋmeおよび補正係数としてのＫkorrであり、かつ前以て決められた連結モーメントの伝達のための必要である、摩擦クラッチの力供給を計算しかつ調整設定し、その際トルク伝達装置の駆動部と被駆動部との間のスリップは、駆動アッセンブリの回転数並びにトルクに依存しているモーメント分配係数Ｋeの大きさに依存して自動的に生じかつ前記補正係数Ｋkorrがその都度固有のドライブトレインの、理想的な状態からの偏差を補償する。
【００６１】
本発明では、入力モーメントの、コンバータによって伝達すべきハイドロリック成分と摩擦クラッチによって伝達すべき機械的な成分とへの分割が行われることが重要である。無段階制御のために、ロックアップクラッチは、インテリジェント制御部によって、その都度の走行状況に対してコンバータモーメントとロックアップモーメントとの最適な分配が生じるように制御される可変の力が供給される。
【００６２】
トルク伝達装置の構成および機能のためにないし本発明の方法を実施するために、摩擦クラッチが流体圧力操作可能でありかつ、摩擦クラッチとコンバータカバーとの間ないし摩擦クラッチと残りのコンバータケーシングとの間に２つの別個の圧力室が形成されるように実現されておりかつこれら圧力室間に存在する差圧力が摩擦クラッチによって伝達されるトルクを決定するようにすれば有利である。
【００６３】
従って本発明の制御方法にとって特徴的なことは、すべての作動領域においてスリップする摩擦クラッチによって走行することができかつ摩擦クラッチはスリップに依存してではなくて、モーメントに依存して制御されることである。その場合スリップは自ら生じかつ伝達モーメントの補正のために緩慢なスリップ制御が従属している。切換過程において、コンバータをロックアップする摩擦クラッチは開放されず、引き続きモーメントに依存して制御される。モーメント制御のために、増大する摩擦特性曲線が使用され、その際摩擦係数は有利には、スリップの増大に従って増加しかつグリップ摩擦係数はスライド摩擦係数より小さいはずである。
【００６４】
本発明の制御方法では、係数ＫeおよびＫkorrを予め定めることによって低く抑えることができる、コンバータをロックアップする摩擦クラッチのスリップ値が得られる。例えば低い回転数および高い負荷の場合の所定の領域において（そこでは数多くの内燃機関はトルクの低下を示す）、係数は、摩擦クラッチから伝達すべきモーメントが、一層高い差回転数が生じるように僅かであるように選択すべきである。その場合とりわけ、ソフトなコンバータおよび大きな変換との協働において、特別重要な作動領域において、被駆動モーメントが高められ、このことはあたかも駆動アッセンブリのモーメントが高められたかに見える。
【００６５】
従って本発明の制御方法は、スリップが小さい場合の申し分ない振動隔離、切換過程および負荷変化過程の際のドライブトレインにおける良好な応答並びに比較的大きな加速度余裕によって特徴付けられているが、一層小さいおよび／または一層扁平なトルクコンバータを可能にし、このことは、前輪駆動および横置き形の内燃機関を有する車両において重要である。さらに、燃費の点で相当の利点が得られる。その理由は、本発明の方法では、コンバータはすべての速度段において摩擦クラッチによってロックアップされるからである。
【００６６】
本発明の別の有利な実施例によれば、駆動アッセンブリとしての内燃機関を有する伝達装置において、その作動状態は機関回転数および絞り弁角度に依存して、機関回転数および吸気管負圧に依存してまたは機関回転数および噴射時間に依存して決定することができる。上述の択一的選択例において、作動状態に対する指標として常時、絞り弁角度、吸気管負圧または噴射時間のような別の量と関連して機関回転数が用いられる。
【００６７】
別の有利な実施例によれば、請求項１に記載のモーメント式の係数Ｋeは、ドライブトレインの作動領域全体にわたって一定であり、駆動アッセンブリの回転数にのみまたは駆動アッセンブリの回転数並びにモーメントに依存している値である。したがって、係数Ｋeに対しても、駆動機の回転数は、それ自体でのみまたは駆動アッセンブリと関連して重要な指標である。
【００６８】
本発明の制御方法は別の実施例によれば、次の特徴を有することもできる。すなわち、ドライブトレインにおけるトルク変化に依存して中央計算ユニットにおいて求められる、摩擦クラッチから伝達すべき、瞬時のトルクとは異なっているトルクを、次のように調整するのである。すなわち、時点ｔn+1における１標本期間後に所望される、摩擦クラッチによって伝達されるトルクを決定する任意のパラメータＸを、例えば摩擦クラッチの拘束のような所望しない事象を排除する関数に従って予め決定し、時間間隔Δｔ後にパラメータＸが所望の値に達するために必要である勾配ΔＸを計算し、ハイドロリック装置を用いて計算された勾配ΔＸを調整設定しかつ目標値Ｘsollに達するまで上述のステップを繰り返す。
【００６９】
殊にこの実施例によるこの方法は、パラメータとしてクラッチの圧力室間の差圧ΔＰを次式
ΔＰn+1＝（１−β）×ΔＰsoll＋β×ΔＰn
ただしβ＝ｆ（Ｔv,t）に従って予め決定する比例制御によって特徴付けることができる。
【００７０】
これとは択一的に、ドライブトレインにおけるトルク変化に依存して中央計算ユニットにおいて求められる、摩擦クラッチから伝達すべきトルクの新しい値を次のようにして調整設定することができる。すなわち、摩擦クラッチによって伝達されるトルクを決定する任意のパラメータＸの勾配ΔＸを、例えば摩擦クラッチの短期間の拘束のような所望しない事象を排除する関数に従って計算し、ハイドロリック装置を用いて所望の勾配ΔＸを調整設定しかつ要求される目標値Ｘsollに達するまで上述のステップを繰り返す。この択一的な実施例では、パラメータとしての、クラッチの圧力室間の圧力差ΔＰの勾配は、次式
ΔΔＰ＝Ｃ1×（ΔＰsoll−ΔＰn）
に従って計算することができ、その際
ΔΔＰ＝Ｃ1×（ΔＰsoll−ΔＰist）である（図１４も参照）。
【００７１】
ΔＰ…次の時間間隔における差圧ΔＰの変化
ΔＰsoll…目標圧力差
ΔＰn…時点ｔnにおける実際圧力差
Ｃ1…０≦Ｃ1≦１を有する比例または増幅係数
増幅係数Ｃ1は、ΔＰsollとΔＰnとの間の偏差がどの位の速度で補償されるかを決定する。
【００７２】
限界値：Ｃ1＝０，Ｃ1＝１。
【００７３】
Ｃ1＝０の場合、補償は行われない。その理由は、圧力増大ΔΔＰは次の計算間隔においては零に等しいからである。
【００７４】
Ｃ1＝１は、目標値ジャンプに相応する。その理由は、目標値およびスタート値（図１４に示されたΔＰsoll，ΔＰStart）の間の偏差全体を１つの時間間隔においてカバーするからである。したがってこれら２つの限界値は論理値にすぎない。重要なのは、領域０＜Ｃ1＜１である。この領域が、目標値と実際値との偏差がどの位の速度でカバーされるかを作用する。Ｃ1が小さければ小さい程、補償はますます長く持続する。
【００７５】
この形式の、目標値と実際値との間の偏差補償の利点は、目標値と実際値との間の偏差が大きい場合、大きな調整量、すなわちΔΔＰに対する大きな値が計算される点にある。実際値をもって目標値に接近すると、ΔΔＰに対する値はますます小さくなりかつ目標値の、実際値に対する“ソフトな”移行が実現される。これにより、励振に対抗することができる。
【００７６】
本発明の方法の有利な変形例によれば、例えば変速比の変化または負荷アッセンブリの接続時のような、トルク伝達装置における入力トルクの低減が期待される作動時に、摩擦クラッチによって伝達されるトルクの低減による摩擦クラッチの生じ得る短時間の拘束に、モーメント分配係数Ｋeまたは補正係数ＫKorrを前以て決められた値だけ低減しかつある関数に従って時間に依存して再び、振動の隔離および燃費にとって最適な値に高めることによって、対抗することができる。
【００７７】
本発明の制御方法の範囲内において同様に、例えばシフトダウンまたは負荷アッセンブリの接続時のような、トルク伝達装置における入力トルクの低減が期待される作動時に、摩擦クラッチによって伝達されるトルクの低減による摩擦クラッチの生じ得る短時間の拘束に、モーメント分配係数Ｋeまたは補正係数ＫKorrを前以て決められた値だけ低減しかつある関数に従って時間に依存して再び、振動の隔離および燃費にとって最適な値に高めることによって、対抗することができる。
【００７８】
本発明の方法の別の実施例によれば、補正係数ＫKorrは、有利には決められた、ほぼ安定した作動領域において、生じたスリップを測定しかつ出来るだけ高い燃料経済における最適な振動隔離を保証する目標スリップしきい値と比較しかつ目標スリップ値および実際スリップ値間に偏差があった場合に係数ＫKorrを調整することによって、それぞれ固有のドライブトレインの、理想的な状態からの偏差を補償する。
【００７９】
本発明の方法の別の実施例は次のような特徴を有している。このことは有利には絞り弁角度の変化速度によって顕著になることだが、運転者の側からの加速希望のシグナリングの際に、係数ＫeまたはＫKorrの１つの低減によって、トルク伝達装置におけるスリップを高めかつこれによりコンバータによって提供されるトルク上昇を付加的なトルク余裕として利用することができる。
【００８０】
さらに、本発明の方法の別の実施例において、トルク伝達装置におけるスリップを有利にはすべての速度段において摩擦クラッチによって決定し、これによりコンバータを介するパワー伝達の効率が問題でなくなりかつ出来るだけ広い変換領域に関するコンバータ設計が可能になり、したがってトルク伝達装置におけるスリップを目的通り高めておいて使用可能なトルク余裕を著しく増大することができる。
【００８１】
同様に、トルク伝達装置におけるスリップを有利にはすべての変速比において摩擦クラッチによって決定し、これによりコンバータを介するパワー伝達の効率が問題でなくなりかつ出来るだけ広い変換領域に関するコンバータ設計が可能になる。
【００８２】
本発明の別の基本思想は、速度段切換変速機を装備した車両の、殊に、内燃機関駆動部を備えた車両のドライブトレイン用トルク伝達装置であって、駆動アッセンブリと駆動連結されておりかつ駆動軸を介して後置されているオートマチックトランスミッションに作用連結されている流体コンバータを備え、該流体コンバータに並列に配置されていて、流体圧力媒体操作可能である摩擦クラッチを備え、該摩擦クラッチは、一方においてコンバータのタービンディスクと摩擦ディスクに作用連結されているリング状ピストンとの間に配置されかつ他方において該リング状ピストンとコンバータカバーとの間に配置されている圧力室を有し、該圧力室は、これら圧力室間に存在する差圧力が、摩擦クラッチによって伝達可能なトルクを決定するように構成されており、測定値検出装置と、中央計算機ユニットと、該中央計算機ユニットと協働して前記２つの圧力室間の差圧、ひいては摩擦クラッチによって伝達可能なトルクの所望の変化を媒介するハイドロリック装置とを備えている形式のものに関する。
【００８３】
コンバータに並列に配置されておりかつコンバータをバイパスする摩擦クラッチの圧力室間の所望の調整によって、摩擦クラッチによって伝達すべきトルクが調整されるトルク伝達装置は、公知である。
【００８４】
すなわち、上述のドイツ連邦共和国特許公開第３１３０８７１号公報に、駆動部と被駆動部との間に生じるスリップ値が、前以て決められたスリップ目標値と比較されかつ場合により検出された差が低減される方向で調整される、上述の機式のトルク伝達装置が記載されている。ここでの調整は、ハイドロダイナミックコンバータに並列に配置されている摩擦クラッチの２つの圧力室の流動媒体圧力供給間の差を変化するように、行われる。
【００８５】
同じく上掲の米国特許第５０２９０８７号明細書からも、クラッチにおけるスリップが測定され、前以て決められた目標スリップ値と比較されかつ摩擦クラッチの２つの圧力室間の差圧力の検された偏差に依存して変えられる、コンバータおよびこれに並列に配置されている摩擦クラッチを備えたトルク伝達装置が公知である。
【００８６】
さらに、米国特許第４５７７７３７号明細書からも、ハイドロダイナミックコンバータを介するトルク伝達がトルクセンサを用いて直接測定されかつトルク伝達が駆動機の作動状態に依存して確定される、上述の形式のトルク伝達装置が公知である。
【００８７】
従来技術によるトルク伝達装置にとって特徴的なことは、流体コンバータに並列に配置されている、下の方の速度段において完全に開放している摩擦クラッチが上の方の速度段において接続されることである。良好な全効率を実現しかつ生じる熱を制限するために、コンバータは“ハード”に設計されている。この“ハード”なコンバータ設計の場合、モーメントの過度の高まりは回転数の増加とともに著しく低下し、結果的に中位の回転数領域においてはなお非常に制限されたモーメントの過度の高まりしか生じずかつ上の方の回転数領域においてはそもそもモーメントの過度の高まりはもはや生じない。
【００８８】
したがって本発明の課題は、加速余裕を得るために、中位の回転数領域および比較的的高い回転数領域においてもなお作用するモーメントの過度の上昇が実現されかつ駆動材料消費量を低減することができるようにした、改善されたトルク伝達装置を提供することである。
【００８９】
この課題は、本発明によれば、請求項４３の上位概念に記載のトルク伝達装置において、摩擦クラッチがすべての走行速度段において制御されかつ流体コンバータが、従来のコンバータに比して高い、有利には２．５より大きい変換比を有するようにしたことによって解決される。タービンホイールとポンプホイールとの間のトルク変換が２．５ないし３．５のオーダにあるとき、とくに効果的である。
【００９０】
所定の内燃機関においては本発明と関連して用いられるトルクコンバータがこれまで内燃機関に対して用いられてきたトルクコンバータよりも小さなキャパシタンス係数を有している場合には特に有利である。すなわちこれは、内燃機関によって予め定められたトルク経過特性において本発明によるトルクコンバータの固定制動回転数が従来のコンバータのものよりも高いことを意味する。この固定制動回転数とは次のような回転数である。すなわちタービンランナによって受取られたトルクが内燃機関のトルク特性曲線と交差するもとでの回転数である。この回転数を求めるためにはタービンランナが固定されポンプインペラが内燃機関によって駆動される。これまでのトルクコンバータの設計仕様のもとでは固定制動回転数は毎分１８００〜３０００回転の大きさにおかれていた。本発明による設計構成によればこの固定制動回転数は毎分３０００回転以上の領域に置くこともできる。キャパシタンス係数が小さければ小さいほどコンバータ特性はソフトになる。これはタービン回転数ないしポンプ回転数に関するタービンモーメントないしポンプモーメントの経過特性がこれまでに用いられてきたコンバータに比べてよりフラットな特性であることを意味する。
【００９１】
本発明におけるコンバータはいわゆる“ソフト”なフィーリングで設計構成され、また非常にワイドな二次特性曲線を備えることも可能である。
【００９２】
これにより比較的高い加速の余裕度が得られる。この加速の余裕度は、とりわけ追越し時又は加速時において必要とされ、その他にも比較的ギヤ比の高い変速段への切換（シフトダウン）を不必要にさせるものである。
【００９３】
本発明によるコンバータの二次特性曲線の付加的に使用可能な領域は専ら固定状態のもとでのみもたらされる。
【００９４】
この期間に生じる熱量は従来のものよりも低く、それ故クリティカルではない。また本発明の有利な実施例によれば、トルク伝達装置において計算ユニットを用いて走行動作中に生じる熱が捕外法で計算され、そのようにして得られた実際値−熱収支が構造上許容される熱量と比較される。その他にも油温が測定される。それにより現下の温度レベルの範囲に基づかせることが可能である。
【００９５】
この手法によれば極度の熱の発生が適時に識別され、それにより熱量の低減に対する必要条件が得られる。系全体の熱負荷が過度に大きい場合にはスリップ量が低減され、摩擦面の負荷が過度に大きい場合にはスリップ量はドライバの意志に依存して変化する。つまりドライバが加速の意志をもてばコンバータもそれに答えることができる。それによりロックアップモーメントは低減し、それに伴ってスリップ量が拡大する。その他の場合ではロックアップモーメントが拡大されてスリップ量が低減する。
【００９６】
本発明の別の有利な実施例では、コンバータのタービンとロックアップクラッチの摩擦面との間で作用する緩衝ユニットが有利には完全なコンバータロックアップの考慮される部分負荷領域に対して設計構成される。このことは全負荷に対してのみ設計構成されている従来の緩衝ユニットよりも著しく良好なねじれ振動の緩衝を可能にする。その他の領域ではスリップに関する高周波な振動の絶縁が保証される。
【００９７】
トーションダンパはロックアップクラッチから伝達される振動ないしトルクの一様性を少なくとも許容される程度の量に減衰ないしフィルタリングする。この場合トーションダンパのストップトルク、すなわちばねのような緩衝手段により伝達可能なトルクの最大値は、公称トルク、つまり内燃機関の最大トルクよりも小さい。これはすなわち本発明によるトーションダンパがこれまでの従来の技術のようにドライブトレーンないし内燃機関の全負荷に対して設計構成されているのではないことを意味する。ストップトルクが達成されると同時にロックアップクラッチないしはそのトーションダンパが駆動回転方向で実際に固定的な駆動部材として働く。これにより本発明による油圧式トルクコンバータのロックアップクラッチのためのトーションダンパは部分負荷領域に対してのみ設計構成される。このトーションダンパは特に簡単に構成することができる。これによりコストのかからない製造が保証される。さらにトーションダンパのエネルギ蓄積部（例えばコイルばね等）は比較的低い強度で構成することが可能である。そのためそれに所要の構成空間も僅かですみ、ひいてはロックアップクラッチないしトーションダンパのための構成空間も僅かにすることができる。またこれは重量の軽減にもつながる。トーションダンパのエネルギ蓄積部を過負荷から保護するために有利には、ロックアップクラッチのねじり振動緩衝部の入力部と出力部との間に特殊なストッパが設けられる。
【００９８】
前記課題は次のようにしても解決される。すなわち摩擦クラッチないしトルク伝達系が、全ての前進段ないし全ての前進変速比のもとで部分的なロックアップクラッチの接続が少なくとも一時的に行われるように制御される。
【００９９】
多くの適用例において、トーションダンパの当接モーメントないしロックアップモーメントが最大値（すなわち内燃機関の公称モーメント）の１０％〜６０％（特に有利には２５％〜５０％）の間の大きさにある場合が有利であることがわかっている。しかしながら場合によってはトーションダンパのロックアップモーメントないし当接モーメントはそれよりも大きい値か小さい値を有してもよい。本発明の別の実施例では、ロックアップクラッチに対するトーションダンパが特殊な摩擦装置を有さないように構成されている。これはトーションダンパの入力部と出力部との間にエネルギ蓄積部のみが設けられていることを意味する。このエネルギ蓄積部は入出力部の間の相対回転に対抗する。
【０１００】
本発明によるトーションダンパのトルク伝達容量の設計仕様によれば部分負荷領域において、すなわち公称モーメントの１０％〜６０％ないし２５％〜５０％の間の大きさの駆動トルクの伴う領域において生じる振動が非常に良好に低減される。
【０１０１】
特に有利にはダンパに対して従来のトルクコンバータ用ダンパのねじれ角よりも小さいねじれ角が許容される。このねじれ角は±２°〜±８°、特に有利には±３°〜±６°の範囲にある。従ってダンパの総ねじれ角、すなわち２つのねじれ方向に対する総ねじれ角は４°〜１６°、有利には６°〜１２°になる。本発明に相応して構成されたロックアップクラッチ用トーションダンパの比較的僅かなねじれ角に基づいて次のことが保証される。すなわち負荷の変化の際の、例えばエンジンブレーキのかかった動作状態から通常の駆動動作状態への移行や通常の駆動動作状態からエンジンブレーキのかかった動作状態への移行過程においてダンパにおけるショックが低く抑えられる。これによりドライブトレーンの振れが制限ないし低減され得る。有利にはトルクショックないしはこのショックのトルク成分（これはトーションダンパの当接モーメントを介して存在する）がロックアップクラッチのスリップないし滑りによって緩和されるかろ波される。それにより実質的に出力系ないし変速段から少なくともショックが遠ざけられる。
【０１０２】
頻度の高い適用例においては有利には、ダンパが回転不動に構成される。これは７Ｎｍ／°〜３０Ｎｍ／°の間、特に有利には８Ｎｍ／°〜１５Ｎｍ／°の間におかれる。しかしながらこの回転不動性はそれより大きくしても小さくしてもよい。有利にはロックアップクラッチないしトーションダンパはその当接モーメントが３０〜９０Ｎｍの間に（特に有利には４０〜７０Ｎｍ）あるように構成される。しかしながらエンジン出力の小さい車両に対しては当接モーメントをさらに小さくしてもよい。もちろん比較的車重の重い出力の大きな車両に対しては当接モーメントも大きくする必要がある。
【０１０３】
本発明によるドライブトレーンは有利には、発生トルクに依存してスリップ制御されるロックアップクラッチの制御方法と結び付けて用いることができる。この方法は、出力に係る動的な観点に従って配慮される制御を変速機の全ての前進段において保証する。しかしながら本発明によるドライブトレーンは変速機制御と関係して用いられるかないしは前進段の１速及び／又は２速においてロックアップクラッチが完全に開放される用いられ方で制御されて用いられてもよい。
【０１０４】
冒頭に述べたような形式の本発明によるドライブトレーンないしトルク伝達系の別の有利な実施例では、油圧式トルクコンバータのロックアップクラッチのモーメントの開ループ制御ないし閉ループ制御は次のように行われる。すなわちロックアップクラッチが少なくとも２つの動作領域を有するように行われる。この２つの動作領域ではロックアップクラッチから伝達されるモーメントの特性量の設定は駆動装置の発生トルクに関係させて別の観点ないし別のモードで行われる。それにより補正係数Ｋme（トルク分配係数）、Ｋkorr（乗算に含まれるエラーの補償のための補正係数）、ＭkorrＭｏｔ（機関トルクへの加算に含まれるエラーの補正のための補正モーメント）、ＭkorrＷＵ（クラッチモーメントへの加算に含まれるエラーの補償のための補正モーメント）の少なくとも１つが２つの動作領域において別に重み付けされる。このことはこれらの係数の少なくとも１つの特性量（有利にはＫme−係数）と、ロックアップクラッチによって伝達されるモーメントへのこの特性量の作用が２つの領域において異なって定められることを意味する。特に有利には第１の領域においてロックアップクラッチによって伝達されるトルクが例えば内燃機関等の駆動機関の最大モーメントの１０〜６０％（有利には１５％〜５０％）の間の大きさで、それに続く第２の領域においてロックアップクラッチによって伝達されるモーメントが第１の領域の上方のモーメント限界値より上である。つまり内燃機関の最大モーメントの５０％〜６０％よりも大きい。特に有利には第１の動作領域においてロックアップクラッチによって伝達可能な最大モーメントは少なくとも実質的にはロックアップクラッチのトーションダンパの当接モーメントと一致していてもよい。このような設計仕様によってはトルク振動がトーションダンパによって比較的小さい振幅で阻止されるか瀘波される。これに対してトルクピーク値での振動は（これはトーションダンパの当接モーメントよりも上にある）ロックアップクラッチの滑りによって少なくとも実質的には低減され得る。
【０１０５】
第１の領域におけるロックアップクラッチのモーメントの閉ループ制御ないし開ループ制御は有利には次のように行われる。すなわちロックアップクラッチによって伝達されるトルクが少なくとも実質的には第１の領域全体に亘って、そのつど発生する内燃機関のモーメントよりも大きくなるように行われる。このモーメントは内燃機関に供給された燃料量に応じて内燃機関によって生ぜしめられる。この場合ロックアップクラッチによって伝達されるモーメントは第１の回転数領域に亘って次のように設定され得る。すなわちこのモーメントが少なくとも第１の回転数領域の実質的な領域に亘って、第１の領域における内燃機関のモーメントの変化にほぼ同期的に変化するように設定される。すなわちこれは内燃機関から与えられるトルクが低減する際にはロックアップクラッチによって伝達されるモーメントも低減されることを意味する。しかしながらこの場合これは内燃機関のモーメントよりも大きく維持される。内燃機関によって与えられるモーメントが増大する場合はロックアップクラッチによって伝達されるモーメントも相応に大きくなる。この場合有利にはロックアップクラッチによって伝達されるモーメントはそのつど発生する内燃機関のモーメントの１〜１.２倍である。
【０１０６】
本発明による別の変化実施例では、第１の領域においてロックアップクラッチによって伝達されるモーメントがほぼある一定値に設定調整される。この場合この値は内燃機関の最大モーメントの２５％〜６０％の間に、有利には最大モーメントの３０％〜５０％の間の大きさにおかれる。有利にはこの値は少なくともほぼロックアップクラッチのトーションダンパの当接モーメントないしロックアップモーメントに相応している。但しこれはこのロックアップモーメントの例えば１.０５〜１.２倍よりもやや大きい。
【０１０７】
別の有利な実施例によればロックアップクラッチから第１の回転数領域において伝達されるモーメントの設定は次のようにも行うことが可能である。すなわちこの第１の領域（これは有利には内燃機関のアイドル回転数に結び付く）の下方の部分領域においてロックアップクラッチによって伝達されるモーメントが少なくともほぼある一定値に維持され、それに続く当該第１の領域の第２の部分領域においてロックアップクラッチによって伝達されるモーメントが内燃機関のモーメントの増減に追従するように行うことが可能である。この追従とは、内燃機関のモーメントが第２の部分領域において増大する場合にはロックアップクラッチの伝達モーメントも増大し、内燃機関のモーメントが第２の部分領域において減少する場合にはロックアップクラッチの伝達モーメントも減少することである。この第２の部分領域においてはロックアップクラッチによって伝達されるモーメントは少なくともそのつど発生する内燃機関のモーメントと同じ大きさか、有利にはそのつど発生する内燃機関のモーメントよりもやや大きい。
【０１０８】
ロックアップクラッチによって伝達されるトルクの正確な開ループ制御ないし閉ループ制御を保証するために、特に有利にはロックアップクラッチから第１の回転数領域において伝達されるモーメントが内燃機関の公称モーメントの１％よりも下の値には下落されない。有利にはこの公称モーメントの１％よりも上に維持される。それによりロックアップクラッチに対する最低圧力が保証される。この最低圧力は公知のバルブによって問題なく設定され得るものである。すなわちこの最低圧力レベルに基づいて当該圧力は比較的狭い範囲内で維持され得る。
【０１０９】
多くの実施例では有利には、第１の領域がアイドル回転数〜最大で３０００Ｕ／ｍｉｎ（有利には最大で２０００Ｕ／ｍｉｎ〜２５００Ｕ／ｍｉｎの間の値）までに達する。しかしながら場合により有利には上方の値が３０００Ｕ／ｍｉｎよりも上か又は２０００Ｕ／ｍｉｎよりも下方にあってもよい。
【０１１０】
本発明の別の実施例の枠内では有利には、ロックアップクラッチによって伝達されるモーメントがドライブトレーンの動作領域全体に亘って監視され次のように行われる。すなわちこの動作領域全体の第１の下方領域において振動の減結合が少なくとも実質的にダンパを介して行われ、それに続く第２の領域においては振動の減結合が実質的にロックアップクラッチ内のスリップの調整によって保証されるように行われる。この第２の領域においては既存のダンパが時折付加的に作用を生ぜしめられる。すなわちダンパのエネルギ蓄積部が弛緩され再び圧縮される。しかしながらこの場合このダンパは当該の第２の領域において振動の減結合に関して準ずるものである。
【０１１１】
実質的に第１の回転数領域に対して設計仕様されたロックアップクラッチのトーションダンパは有利には既に前述したように内燃機関の最大モーメントの１０％〜６０％（有利には１５％〜５０％）の間の大きさにある当接ないしロックアップモーメントを有している。しかしながらトーションダンパは本発明の別の構成例によれば次のように設計仕様することも可能である。すなわち前述のモーメント量に相応するねじれ角に関連させてさらにもう１つの比較的小さいねじれ角を持たせるように設計仕様することも可能である。このもう１つのねじれ角においてはばね係数が数倍になるか非常に急峻となる。それによりトーションダンパはそのような特性の当接弾性を持つようになる。この当接弾性はトーションダンパにおける回転の限界を生ぜしめる構成部材の衝撃を柔らげる。それにより場合によって発生する当接時の騒音が著しく低減される。当接弾性によって生ぜしめられるねじれ角と、その他の前置接続されたねじれ角との比は有利には１：２〜１：５（特に有利には１：２.５）である。当接弾性によって生ぜしめられるねじれ強さは有利には当該当接弾性に前置接続されるトーションダンパのねじれ強さよりも４倍から１０倍大きい。有利には当接弾性によって生ぜしめられるトーションダンパの最終当接モーメントは、前述した第１の領域の最後に存在するモーメントの２倍〜５倍となる。しかしながら有利には当接弾性によって伝達可能な最大モーメントは最大機関トルクよりも小さい。トーションダンパの入力部と出力部との間の当接弾性によってカバーされるねじれ角は０.５°〜３°である。この場合さらに有利にはこの角度は１°〜２°であってもよい。この当接弾性は引っ張り方向でのみ作用するように設計仕様することも可能である。
【０１１２】
本発明によるロックアップクラッチ用のトーション振動ダンパの設計仕様によれば既に前述した、比較的僅かなモーメントの際に生じやすいハム雑音の問題が取り除かれる。このことはおおよそ前記クラッチの接続フェーズが回転可撓性のトーションダンパによってロックアップされることに還元される。
【０１１３】
本発明の別の有利な実施例によれば、ドライブトレーンにおいて比較的高い振動振幅を伴った状態の発生の際（例えば共振、負荷変化のショック等の際）にロックアップクラッチによって少なくとも第１の領域において伝達されるモーメントが低減され得る。これによりロックアップクラッチにおけるスリップが増加される。負荷変化のショックの際には必要に応じてエンジンブレーキ作動フェーズにてロックアップクラッチにより伝達されるモーメントが事実上完全に低減される。前記動作条件のもとでのロックアップクラッチのトルク伝達容量の低減は有利には第２の回転数領域においても実施可能である。
【０１１４】
有利な実施例によればドライブトレーンないし伝達系は次のように構成される。すなわち主走行領域において用いられる内燃機関の特性マップの少なくとも実質的な部分が第１の領域のもとにおかれるように構成される。この主走行領域は有利には少なくともエンジン特性マップ領域を含んでいる。このマップはＦＴＰ７５−モード及び又はＥＣＥ−モード（市街地走行時、郊外走行時（９０ｋｍ／ｈ）、高速走行時（１２０ｋｍ／ｈ）におけるそれぞれの燃費モード）にとって重要である。この種の設計構成により、主走行領域において振動絶縁が実質的に主にダンパを介して行われ、それによりコンバータが実質的に常にロックアップされることが保証される。これによって省エネないしは低燃費に結び付く作動方式が保証される。このことはこれまでのスリップ型ロックアップクラッチを備えた公知のドライブトレーンにおいては達し得なかった。なぜならこの種のドライブトレーンでは冒頭の従来の技術において既述したようにまさに第１の回転数領域においてスリップが設定されるからである。本発明による、主走行領域に対して設計構成されたロックアップクラッチのトーションダンパによれば、比較的広い範囲の走行領域に対して設計構成された従来のダンパ構成と比べてそこで発生するねじれ振動の低減が非常に良好に達成される。またその上さらにコンパクトなコンバータ構造も得られる。
【０１１５】
本発明の別の実施例によれば第２の回転数領域においてロックアップクラッチから伝達されるモーメントは内燃機関のそのつど発生するモーメントの０.６倍〜１倍（特に有利には０.８倍〜０.９倍）となる。有利にはロックアップクラッチから伝達されるモーメントは第２の回転数領域において常に発生モーメントの下方に維持される。このような設計仕様によっては第２の動作領域において常に比較的僅かなロックアップクラッチのスリップの存在が保証される。このスリップはロックアップクラッチにおいて発生する、トーション振動の原因となるトルクの一様性を低減するために用いられる。
【０１１６】
アンクリティカルな車両、すなわち第２の回転数領域ないし動作領域においてトルク出力の比較的大きな不均一性は有していない車両においては、ロックアップクラッチが実際上でも接続され得る。これは、ロックアップクラッチから伝達されるモーメントが少なくとも相応の時点において内燃機関から出力されるモーメントに相応するか場合によっては僅かながら上回ることを意味している。この場合の比率は有利には１〜１.２である。
【０１１７】
前記記載においては常に２つの動作領域についてが述べられており、この場合の領域はアイドル回転に続く領域が前提となっている。しかしながら本発明はドライブトレーンの、アイドル回転数よりも上の回転数に依存する作動領域全体が２つの領域にのみ分割されている変化実施例に限定されるのではなく、全動作領域が２つ以上の領域に分割されている実施例も含まれるものである。それによりドライブトレーンによっては有利には前述した２つの領域に第３の領域が結び付けられる。この場合この第３の領域においては常時完全なコンバータロックアップ行われる。この第３の領域は、第２の領域の上方にある回転数の幅を有している。この場合第３の回転数領域の下方の値は次のように設計仕様される。すなわちこの値の上方において内燃機関による障害的な励起が生じないように設計仕様される。そのためスリップによる振動の減衰は必要なくなる。
【０１１８】
本発明の別の実施例によれば内燃機関との伝達系における駆動装置として次のような装置が設けられる。すなわちロックアップクラッチの解離によってであれ、同じ変速段又は同じ変速比の維持によってであれトルク変換による牽引力の上昇が得られることが少なくとも加速過程において決定付けられる装置が設けられる。この場合のこのようなケースではロックアップクラッチが解離され、投入されている変速段か又は設定された変速比が維持される。その他のケースでは変速機が少なくとも１段シフトダウンされるか変速比が変更される。この場合クラッチも少なくとも部分的に解離され得る。それによりロックアップクラッチにおけるスリップ状態が高められる。前記装置は電子的な計算ユニットないしプロセッサによって形成され得る。これらは相応のセンサを介して必要な特性量ないしパラメータを得る。しかしながらこれらのパラメータのいくつかは電子的なユニット中にもマップないしは特性段の形で記憶されてもよい。すなわち例えば内燃機関の特性マップ及び／又はコンバータの特性マップ及び／又はロックアップクラッチの特性マップが電子的ユニット内に記憶されてもよい。その他にも内燃機関の動作状態はスロットルバルブ角度、燃料供給量、吸気管圧力や、場合によっては噴射期間等に依存して決定され得る。
【０１１９】
本発明は一般的にオートマチックトランスミッションを備えた駆動伝達系に配設されているトルクコンバータ及びそのトルク変換のための方法に関する。この場合のオートマチックミッションとは別個の変速比を備えた多段変速機かあるいは変速比の連続的な制御の可能な無断変速機（例えば無段階調整可能な傘歯歯車式変速機等における）であり得る。
【０１２０】
既に前述したように本発明によるドライブトレーンにおいては所定のエンジン回転数ないし所定の車両速度からコンバータの完全なロックアップも行われる。なぜならこのエンジン回転数よりも上では完全なロックアップによる実質的に剛性なドライブトレーンもそこで発生するねじれ振動に関しては影響を受けなくなるからである。つまりこの所定の回転数よりも上ではクラッチのロックアップモーメントがほぼ機関トルクに相応するか又はそれ以上の値に設定可能である。
【０１２１】
ロックアップクラッチによって伝達されるモーメントに対する閉ループ制御ストラテジないし開ループ制御ストラテジと結び付けられた本発明によるトーションダンパの設計構成によれば、内燃機関の部分負荷領域においてロックアップクラッチの摩擦面に発生する、固着状態及び滑り状態の間の移行過程に対してフィードバックされるモーメントパルス（これは車両におけるハム雑音を生ぜしめる）が少なくも緩和され得る。さらにこの第１の領域においては低いロックアップモーメントにクラッチが設定されるため衝撃的な振動は形成されない。トーションダンパの柔軟性はそのつどのドライブトレーンないし車両に対して調整されなければならない。トーションダンパが共振領域を有している限りこの領域が生じると直ぐにクラッチにおいてスリップが生ぜしめられる（これは車両の動作中に行われなければならない）。これによりハムないし騒音の励起が避けられる。
【０１２２】
第１の領域において負荷の切り換わりを制限するために、トーションダンパの僅かなねじれ角のみが用いられるのではなく、内燃機関の最大モーメントよりも幾分低いレベルのモーメントへのロックアップクラッチの制御も用いられる。既に前述したようにこの制御は次のように行われる。すなわち少なくとも第１の動作領域においてロックアップクラッチのトルク伝達容量が発生機関トルクの僅かだけ上になるように行われる。負荷変化の過程によるドライブトレーンの振動励起は本発明のドライブトレーンの設計構成によれば十分に避けられる。内燃機関の比較的高い負荷に相応する第２の回転数領域では発生機関トルクよりも小さいモーメントでロックアップが行われ、それによりスリップが生ぜしめられる。このスリップによっても特にトーションダンパとの共働で所定のモーメント領域においてノイズが低減せされる。なぜならこの領域ではロックアップクラッチの摩擦面の間で固着／滑り過程が生ぜしめられるからである。
【０１２３】
駆動機関（例えば内燃機関）の全ての動作領域ないし特性マップ領域において有利にはエネルギ的な理由から合目的的である場合にのみロックアップが行われる。これはすなわち部分的又は完全なロックアップを行うよりもロックアップを行わない方が有利であるような領域である。ドライバが加速を希望する場合にもトルク変換を行わせるためにロックアップクラッチは解離される。
【０１２４】
本発明によるドライブトレーン及び／又は本発明による方法はロックアップクラッチによって伝達されるモーメントの設定調整毎に有利にはソフトなトルクコンバータと結び付けて利用され得る。この種のソフトなトルクコンバータの適用は自動車における良好な加速特性を可能にする。なぜならこの種のコンバータは比較的大きなトルク変換部を有し、そのため比較的大きな変換領域を使用し得るからである。その上さらに従来方式で設計仕様されたコンバータに比べてソフトコンバータのワイドでより良好な効率が得られる。これにより損失出力や燃費並びに油温が低減され得る。ソフトコンバータの最も効率の悪い領域はロックアップないし直結が行われる。すなわちコンバータロックアップクラッチが発生機関トルクに関して所定のスリップを許容するトルクモーメント値で接続されるようにロックアップないし直結が行われる。この種のコンバータないしロックアップクラッチの閉ループ制御ないし開ループ制御によっては全ての走行状態においてより良好な効率とより僅かな損失出力での走行性が保証される。ドライブトレーンの本発明による設計構成によれば変速機の全ての走行段ないし変速比のもとでロックアップが可能となるので、そのようなドライブトレーンを備えた自動車における燃費も、実質的にはコンバータをもたない従来のマニュアル変速機のレベルに低減され得る。
【０１２５】
この手段によれば特にコンパクトなコンバータ構造が得られる。この構造のもとでは前記ロックアップ制御に対する効率がもはや二次的な意味しか持たない。
【０１２６】
本発明による別の有利な実施例は従属請求項に記載される。
【０１２７】
本発明の別の基本的概念は既に前述したように、流体式コンバータ用ロックアップクラッチに関する。このコンバータはポンプインペラと、タービンランナと、ステータと、回転軸を中心として回転不動にポンプインペラに接続されタービンランナを囲繞するコンバータカバーを備えている。この場合本発明の別の独立項によるか又は少なくとも１つの別の本発明に基づく特徴を適用した構成例との組合せによれば、コンバータカバーとタービンランナとの間で調心的に配設されるリングプランジャに半径方向外側でテーパー状のクラッチ摩擦面が設けられる。その際リングプランジャは半径方向内側で回転不動にタービンランナと結合された対シールナベに収容されるシールナベを有し、少なくとも１つの環状に構成されたダンパユニットのダンパ要素を、回転不動にリングプランジャに結合されたダンパ駆動部とタービンランナに回転不動に結合されたダンパ被駆動部との間の周面方向で収容してもよい。
【０１２８】
この場合前述したようにダンパユニットは、回転不動の手段を含んでいてもよい。この手段は環状に構成されたリングプランジャのコンバータカバー方向の側でナベ部分と、相応にテーパー状に構成されたコンバータカバーの対摩擦面との間に摩擦面と共働するように配設されている。
【０１２９】
タービンランナから離れる方向に開いた円錐部を備えた前記形式のロックアップクラッチは軸方向での構成部の長さが特に短く、ねじれ角の大きなばねダンパ構成も可能にする。なぜなら環状のダンパ部材がタービンランナの半径方向外側の領域と、摩擦面を備えたリングプランジャのクラッチ摩擦板との間に配設され得るからである。このことはタービンランナの周辺領域と、リングプランジャのクラッチ摩擦板との間のくさび状部分の拡大に結び付く。これによりダンパユニットの組付け性がより改善される。
【０１３０】
しかしながら本発明の別の有利な実施例によれば、リングプランジャとコンバータカバーの共働摩擦面がタービンランナ方向へ開いた円錐状部として構成される。この構成によっても円錐状クラッチにおける特徴的なパワーの増幅とリングプランジャの非常に剛性な構造が補償される。
【０１３１】
構造的利点をもたらす別の実施例によれば、タービンランナ内の半径方向外側領域にあるタービンランナとダンパの被駆動側が回転不動に結合される。このダンパの被駆動側においてダンパ部材自体は被駆動側に支持され、それに対して駆動側支持部はリングプランジャに回転不動に結合されたダンパ駆動部に接続される。
【０１３２】
このダンパの被駆動側は有利にはタービンランナに溶接された、リングプランジャの摩擦面方向に突出する駆動歯車部材を備えた環状部材である。
【０１３３】
それに対してダンパ駆動側部分は有利には板ばね状に構成される。このダンパ駆動側部分はリングプランジャと回転不動に結合され、クラッチ摩擦板のトルクコンバータのタービンランナ方向の側で突出しダンパばね部材を囲繞するアームと、端部にて周面方向に支持された駆動歯車を備えている。
【０１３４】
【実施例】
次に図面に基づいて、内燃機関駆動部と、流体式コンバータを備えたトルク伝達系と、流体コンバータに並列するロックアップクラッチとを有する自動車に適用するもとで本発明による制御方法を以下に詳細に説明する。さらにこの制御方法によって得られる利点を公知の制御方法との比較のもとで説明すると同時にロックアップクラッチの実施例も以下に説明する。
【０１３５】
図１および図６に示されているトルク伝達装置１０はトルクコンバータ１０と流体圧力媒体作動式ロックアップクラッチ１２を有している。このロックアップクラッチは１２はトルクコンバータに並列に接続されている。トルク伝達装置は軸１３を介して図には示されていない内燃機関に接続されており、さらにトルク伝達装置の被駆動側は被駆動軸１４を介して、被ドライブトレーン内で後置接続されたオートマチックミッションと結合されている。このオートマチックミッションも図示されていない。
【０１３６】
図６において圧力制御の概要と関連してトルク伝達装置１０の概略断面図に示されているように、トルクコンバータ１１は従来の流体コンバータである。この流体コンバータは内燃機関の被駆動側と接続されたコンバータカバー１６と、このコンバータカバー１６と共にコンバータケーシングを形成するポンプインペラ１７と、自身側で被駆動軸を介してここでは図示されていないオートマチックミッションと接続されるタービンランナ１８と、ポンプインペラとタービンランナの間に配設されたステータ１９とからなっている。コンバータをロックアップする摩擦クラッチ１２はタービンランナ１８とコンバータかバー１６の間に配設されており、コンバータのタービンランナと回転不動に接続されたクラッチ盤２０を有している。このクラッチ盤の摩擦ライニング２１はコンバータカバー１６の対向面２２と共働する。摩擦クラッチはさらにタービンランナ１８側で延在するチャンバ２４とコンバータカバー１６とは反対側で延在するチャンバ２５とを有している。
【０１３７】
コンバータはポンプ１７、タービン１８、ステータ１９を備えた流体ミッションである。スリップなしではコンバータはトルクを伝達しない。一定の入力回転数のもとではスリップが大きければ大きいほどトルクも高くなる。図２にはこの関係が完全に制動された被駆動側に対して示されている。この場合図２中の実線は従来のコンバータを表し、破線はソフトな特性を有するコンバータを表している。
【０１３８】
このソフトな特性を有するコンバータ（以下ソフトコンバータと称する）とは同じトルクのもとでより高いスリップを生ぜしめるかあるいは同じスリップのもとでより少ないトルクを伝達するようなコンバータを称する。このソフトコンバータはエンジンへの抵抗をやわらげる。ドライバがより高いトルクを望んだ場合にはこのソフトコンバータは回転数の差を大きくする。
【０１３９】
回転数の差の増大はいわゆるタイムラグを生ぜしめる。すなわちアクセルの踏み込みに対する車両の反応に遅れが生じる。つまりアクセルに敏感に反応しない。
【０１４０】
しかしながら：大抵の排ガス検査はエンジンの冷えた状態で開始される。エンジンがこの状態でやや高めの回転数に達した場合にはエンジンは比較的早く暖まり排ガスは著しく良好になる。
【０１４１】
所定のエンジン回転数ではソフトコンバータはエンジンへの抵抗をやわらげる。車両がアイドル回転数に落ち着いた場合にはエンジンは変換トルクを克服しなければならない。それにより車両の静止状態における損失がソフトコンバータにおいて減少する（図３）。図３ではソフトコンバータの車両静止状態における損失例が数値０．９５で表されている。この場合従来のコンバータによる損失は数値１．６で表されている。
【０１４２】
所望の被駆動トルク、例えば所定の勾配特性における所定の車両速度の下ではソフトコンバータにおけるスリップは図２に示されているようにより増大する。すなわち損失も増加する（図４）。
【０１４３】
クラッチに抗してトルクコンバータはトルクを増大させ得る。このトルク変換は同じ直径でソフトに設計仕様されたコンバータの場合には高められる。
【０１４４】
同じ直径のもとでのトルク変換が高められた場合にはコンバータはソフトになる。より高いトルク変換は牽引力（ひいては加速能力）を高める（図５）。
【０１４５】
コンバータ１１には公知の手法でポンプインペラ側でコンバータケーシング内へ開口した管路３０を介してここでは図示されていない圧力媒体源から流体圧力媒体が供給される。この場合圧力制御は制御弁３２を介して行われる。この制御弁は制御素子３２によって制御される。それに対して流体圧力媒体はここでは図示されてない管路を介して概略的に示された冷却器３３に分流される。タービンランナ１８の負荷の他に流体圧力媒体の圧力は摩擦クラッチ１２のチャンバ２４内でもポンプインペラ１７の下流側に作用し、クラッチ盤２０を負荷する。さらにこのクラッチ盤はその摩擦ライニング２１と共働作用するコンバータカバー１６の対抗面２２を押圧する。本発明によればクラッチは全ての動作領域においてスリップを伴うので、このスリップに依存する、クラッチ盤の摩擦ライニング２１と、これと共働作用するコンバータカバー１６の対抗面との間のいろいろな大きさの間隙によって、クラッチ盤２０とコンバータカバー１６との間で延在する前方側チャンバ２５の絞り調整される流体圧力負荷が行われる。前方側チャンバ２５の流体圧力媒体負荷は、このチャンバと管路３４を介して接続された弁を用いて次のように制御可能である。すなわち後方側及び前方側チャンバの間で作用する調整可能な差圧が摩擦クラッチ１２から伝達され得るトルクを定めるように制御可能である。
【０１４６】
コンバータ１１と前記ロックアップされる摩擦クラッチ１２の並列配置構成の観点から、機関トルクはコンバータないしポンプインペラと、クラッチから伝達されたモーメントとの和に等しくなる。 すなわち
ＭMotor＝ＭKupplung＋ＭPumpenrad
ミッショントルクは（伝達系内の損失が予測される限り）コンバータないしタービンランナと、クラッチから伝達されるモーメントの和に等しい。すなわち
ＭGetriebe＝ＭKupplung＋ＭTurbinenrad
又は
＝ＭKupplung＋（ＭPumpenrad×Ｗａｎｄｌｕｎｇ）コンバータとロックアップ摩擦クラッチから伝達されるトルクへの機関トルクの分割は図７にスリップに依存して表わされている。この図からはスリップの増加に伴ってコンバータから伝達される機関トルク成分が上昇し、それに応じてクラッチから伝達されるトルクは低減することが見てとれる。
【０１４７】
本発明による制御方法ではいずれにせよスリップが制御されるのではなくエンジンの動作状態に依存して摩擦クラッチから伝達される機関トルク成分を決定し、計算ユニット（例えばマイクロプロセッサ）によって、所定のトルクの伝達に必要となる摩擦クラッチにおける差圧を設定調整する。それによってスリップはおのずから生じる。
【０１４８】
図８には加速時と、シフトアップ時（例えば２速から３速への）におけるエンジン回転数４０とコンバータにおける回転数の差４１が時間に関して示されている。まず加速によって例えば２速におけるエンジン回転数はシフトチェンジ過程のトリガ時点まで上昇し、符号４２において開始されるシフトチェンジ過程の期間中に低下する。コンバータにおける回転数の差は最初は一定であるが、シフトチェンジ過程の期間中に大きく上昇する。２速から３速へのシフトチェンジの後では符号４３においてエンジン回転数とコンバータにおける回転数の差は低下する。特にコンバータにおける回転数の差は僅かな上昇変動の後で、シフトチェンジ前よりは高いレベルの一定に維持された値に低下する。これは図８において示されている。それに対してエンジン回転数は前記加速により３速において再び僅かに上昇する。このことからはコンバータをロックアップする摩擦クラッチの固着時点が存在しないことがわかる。それどころか全ての動作領域においてはスリップが生じている。
【０１４９】
特に興味深いことは図８に関連する図９において時間に関して示された被駆動モーメント４４である。この被駆動モーメントはシフトチェンジ過程の開始時点で大きく低下し、その後大きなスリップフェーズ期間中はそれに起因するトルク上昇によって急峻に上昇し、シフトチェンジ過程の終了において特に目だった値をとらず、その他では直ちに減衰するドライブトレーン内の後振動４６において３速に相応する値に戻る。
【０１５０】
図１０と図１１にはスリップ制御されたコンバータロックアップにおいてはシフトチェンジ過程のもとでの特性が全く違うものであることが示されている。図１０と図１１にも加速車両の２速から３速へのシフトチェンジのようすが示されている。
【０１５１】
図１０に示されているように、２速においてエンジン回転数４０′は符号４２′におけるシフトチェンジのトリガ時点まで上昇している。それに対してコンバータにおける回転数の差４１′と、それに伴って生じるスリップは一定に維持されている。符号４２′におけるシフトチェンジ過程の開始時点ではエンジン回転数は低下する。これに対してコンバータにおける回転数の差は上昇する。３速へのシフトチェンジの後ではエンジン回転数とコンバータにおける回転数の差は再び低下する。
【０１５２】
スリップ制御されるコンバータロックアップにおいては、コンバータにおける回転数の差がシフトチェンジ過程の期間中も一定に維持されるように制御が行われるので、シフトチェンジ過程はトルク制御式コンバータロックアップの場合よりも長くなる。なぜならコンバータのタービンは減衰できないからである。シフトチェンジ過程の終わりでは符号４７においてロックアップされる摩擦クラッチにおける固着が生ぜしめられる。なぜならスリップ制御は偏差が設定された場合にしか作用を生ぜしめることができず、また調整素子と制御安定器によって制限される速度でしか作用を生ぜしめることができないからである。最後に図１０には時間的に長く経過するシフト過程の後でスリップ４１′が再びシフト過程前のレベルに低下していることが示されている。
【０１５３】
スリップ制御されるコンバータロックアップにおいてもトルク制御式のコンバータロックアップと同じように急峻な上昇を生ぜしめるために、シフト過程の開始時点で被駆動モーメント４４′は大幅に低減される。そして本来のシフト過程の終わりでは上下変動する後振動４６′の後で３速に相応する値に戻る。
【０１５４】
スリップ制御されるコンバータロックアップにおいては回転数グラジエントとシフトチェンジ終了時の回転数の差が非常に大きいことが明らかである。これは次のことに起因する。すなわちシフト過程の終了時点に摩擦クラッチが固着され、その後完全にロックアップされたコンバータによって前記後振動が被ドライブトレーンにおいて生じることに起因する。
【０１５５】
図１２と図１３にも図８と図９に類似のシフト過程を有する車両の加速特性が示されている。この場合シフト過程期間中はロックアップクラッチが解離され、より高い段へのシフトアップの後では接続されている。
【０１５６】
この図１２からも符号４２″におけるシフト過程のトリガ時点までエンジン回転数４０″が上昇し、それにたいしてコンバータにおける回転数差４１″は僅かに低下していることがわかる。その後の本来のシフト過程の期間中はエンジン回転数はより高い段へのシフトアップに相応して低下する。コンバータにおける回転数差４１″は、その後のシフト過程の終了時に再び低下させるためにシフト過程の開始の際に上昇される。所定の期間の経過後は符号４８においてコンバータロックアップ機構の接続によりゼロになる。被駆動モーメントにおいては当該の特性は本発明によるコンバータロックアップ機構のトルク制御の場合と全く同じようになる。しかしながら迅速に減衰する後振動４６″の時点ではシフト過程の終了直後に回転数の差の低下のもとで（すなわちコンバータをロックアップさせる摩擦クラッチの完全な接続のもとで）ゼロになる。これは著しいシフトショックを、被ドライブトレーンにおける緩慢に減衰する振動によってやわらげる。
【０１５７】
図８及び図９による本発明による制御手法の、図１０及び図１１によるスリップ制御されるコンバータロックアップとの比較、及び、変速過程中解放されるが、変速後係合される図１２及び図１３によるコンバータロックアップを用いた制御手法との比較により示されるように、本発明によるトルク制御されるコンバータロックアップの場合、他の制御手法の場合よりも著しく僅少な変速ショックしか生じない。これは、変速中、所定のスリップで作動されるコンバータロックアップが降服して、差回転数が相応に上昇することがあることに基づいている。
【０１５８】
図１４の線図に示された曲線５０は、ロックアップクラッチにて有効な圧力差Δｐの時間依存特性である。初期差圧ΔｐStartから出発して、圧力差は、時間につれて先ず急激に上昇し、そのことは、ΔｐStartに当接している接線５１によって示されており、それから、徐々に上昇度が低下し、最終的には、破線５２によって示された目標差圧に漸近線状に接近する。これは、段階的な接近によって行なわれ、その際、時点ｔnでの差圧Δｐnから出発して、特許請求の範囲第２９項記載の式により、検出期間Δｔの後、時点ｔn+1で、差圧Δｐn+1になり、時間間隔Δｔ後に必要な圧力差の勾配が算出されて、この勾配は、液圧装置によって調整され、最終的に、このステップシーケンスは、破線５２によって示された圧力差の目標値に達する迄、連続的に繰り返される。
【０１５９】
図１５に実施例として示されたトルク伝達装置６０の場合、流体力学的トルクコンバータ６１は、ロックアップクラッチ６２及びトルクコンバータとロックアップクラッチとの間で作用するダンパユニット６３とを有している。
【０１６０】
トルクコンバータ６１は、図示していない内燃機関と回転しないように駆動結合されたポンプインペラ６５、被駆動側のボス６６と結合されたタービンランナ６７、ポンプインペラとタービンランナとの間のフルード循環路内で固定して配置されているステータ６８、ポンプインペラと相対回転不能に結合されていて、タービンランナを囲繞しているコンバータカバー７０を有している。
【０１６１】
コンバータカバー７０は、ポンプインペラ６５と相対回転不能に結合されており、かつ、ポンプインペラとは反対側に突出した伝動ピン７１，７２を介して、ポンプインペラと内燃機関との駆動結合を行ない、伝動ピンには、図示していない内燃機関のフライホイールが取り付けられている。
【０１６２】
タービンランナ６７とコンバータカバー７０との間に、コンバータの回転軸に対して同心的なリングピストン７４が配設されており、リングピストン７４は、薄板成型部品である。このリングピストンは、その半径方向内側は、パッキンボス７５が、タービンランナと相対回転不能に結合されたボス部６６から延在している対向側パッキンボス７６に取り付けられており、半径方向外側は、円錐状の摩擦面７９を有するクラッチ摩擦板７８として構成されている。
【０１６３】
リングピストン７４の摩擦板７８の、適当なコーティングを備えた円錐状摩擦面７９は、ポンプインペラ６５と相対回転不能に結合されたコンバータカバー７０の円錐状に構成された対向側摩擦面８０と共働する。共働する摩擦面７９の円錐部は、線で陰影を着けて示した実施例では、タービンランナ６７とは反対側に開いている。この形状構成により、タービンランナ６７の周辺領域とリングピストンの円錐状に形成されたクラッチ摩擦板７８との間に半径方向外側にコンバータカバー７０によって
囲繞された三角形状の環状空間が形成される。
【０１６４】
円錐状成型部７９による効果は、特に、構造を一層強固にすることができること、摩擦面を一層大きくすることができるということである。即ち：
＊ 導出可能な馬力損失は、明らかに一層大きくなり、同じ馬力損失の元では、最大オイル温度が比較的低くなる。従って、問題点５（制御速度）、問題点２（エンジンの圧力）及び問題点３（制御パラメータ問題）の残りが解決される。
【０１６５】
＊ コーティングへの荷重は、比較的均等な面圧によって軽減される。
【０１６６】
＊ 伝達可能なトルクは、一層大きくなる。多くの単一盤ロックアップクラッチは、今日、既に、その性能の限界に来ている。冷却オイル流による流体（フルード）効果は、伝達可能なトルクを一層低下させる。
【０１６７】
＊ 重量及び慣性トルクは、一層小さくなる。というのは、強固な構造により、薄板を一層薄く選定することができるからである。
【０１６８】
＊ コンバータのフルードの膨張は、一層小さくなり、従って、制御性能が改善される。
【０１６９】
オイルの寿命にとって、局所的に発生する極大温度が重要な役割を果たす。温度は、コーティングの冷却によって低く保持される（図１６，図１７参照）。
【０１７０】
コーティングの冷却によって、支承面が一層小さくなる。しかし、このことは、円錐部では、何等問題ではない。というのは、コーティング圧は、比較的均一であるからである（図１８及び図１９）。更に、オイルのフルードによって、伝達可能なトルクが低下する。即ち、ここでは、円錐部７９の補強効果が役立っている。
【０１７１】
この三角形状の環状空間内には、環状に構成されたダンパばねエレメント８２を有するダンパユニット６３が収容されており、ダンパばねエレメントは、周方向にて、夫々一方の側が、リングピストン７４と相対回転不能に結合されたダンパ駆動部８３に支持されており、その他方の端部が、タービンランナ６７と相対回転不能に結合されたダンパ駆動部８４に支持されている。
【０１７２】
ダンパ駆動部８３は、板ばね状に構成されており、そこに、リングピストン７４の、タービンランナ６７側の面が配置されており、リングピストンのパッキンボス７５とクラッチ摩擦板７８との間の領域で、リベット８５を用いて相対回転不能にリングピストン７４と連結されている。クラッチ摩擦板７８の摩擦面７９とは反対側に、リングピストン７４の輪郭形状に従ったダンパ駆動部８３から突出していて、ダンパばねエレメント８２を嵌合保持するアーム８６，８７、並びに、夫々一つのばねエレメントを一方の端部で支持するカム８８，８９が延在している。
【０１７３】
各ダンパ駆動部８４は、タービンランナ６７の周辺領域と溶接された各リングセグメントであり、これらの各リングセグメントのうち、リングピストン７４のクラッチ摩擦板７８の方に、カムフィンガ９０が突出しており、このカムフィンガ９０は、ダンパばねエレメント８２の支持作用をその他方の端部に伝達する。従って、各ばねエレメントは、一方のダンパ駆動部８３のカム８８，８９と他方のダンパ駆動部８４の突出したカムフィンガ９０との間に収容されている。
【０１７４】
コンバータ４１のダンパユニット４３は、有利には、主走行領域（図２６及び１９では、斜線で陰影を着けた面領域によって示されている）となるように選定されている。このようなダンパの選定は、この主走行領域内でのみ考慮される完全なコンバータロックアップに関して示されており、このようにすることによって、もっと高い走行領域に選定されたダンパの構成で可能となる回転震動の減衰よりも著しく良好に減衰させることができるようになる。更に、特にコンパクトなコンバータの構成が得られる。
【０１７５】
実施例として図面に示した、上述のロックアップクラッチは、リングピストン７４とタービンランナ６７との間に表側の圧力チャンバ９２を有しており、リングピストンとコンバータカバー７０との間に裏側の圧力チャンバ９３を有している。フルードによって媒介される圧力が、表側の圧力チャンバ９２に加えられて、クラッチ摩擦板７８が、コンバータカバー７０の対向摩擦面８０と共働する、このクラッチ摩擦板７８のクラッチ結合位置に動かされるが、その際、摩擦クラッチ作用によって伝達すべきトルクの調整は、表側の圧力チャンバ９３の間に作用する差圧に依存して行なわれる。
【０１７６】
図示していないフライホイールが、コンバータカバー７０から、トルクコンバータとは反対側の方に突出したカムピン７１，７２を用いて、このコンバータカバーと、相対回転不能に連結されており、このフライホイールを介して導入された入力トルクは、開放状態のロックアップクラッチ６２の場合、直接、ポンプインペラ６５に作用し、その際、それにより生じる流体力学的媒体フルードにより、タービンランナ６７を介してシャフトの回転駆動端部側のボス６６に伝達される。
【０１７７】
それに対して、ロックアップクラッチが、完全に閉じられていて、それによって、リングピストン７４の摩擦板７８が、コンバータカバー７０の対向摩擦面８０と共働する場合、ダンパばねエレメント８２を介して、コンバータカバーに導入される入力トルクの、タービンランナ６７への直接的な機械的伝達が行なわれ、このタービンランナ６７から、このタービンランナ６７と固定連結されているシャフト回転駆動端部側のボス６６を介して、後ろに接続されているオートマチックトランスミッションに作用接続する一連のシャフト回転駆動端部伝達作用が行なわれる。
【０１７８】
ロックアップクラッチの表側及び裏側の圧力チャンバ９２，９３の間に作用する差圧に依存して、ロックアップクラッチがスリップして作動する場合、コンバータカバー７０を介して導入される入力トルクは、スリップに依存して、一方では、ロックアップクラッチ６２により伝達されるトルクと、他方では、コンバータ６１により伝達されるトルクとに配分され、このことは、図２０に略示されている。
【０１７９】
ロックアップクラッチ６２から、タービンランナ６７へのトルク伝達、及び、このタービンランナ６７と相対回転不能に連結されているシャフト回転駆動端部側のボス６６へのトルク伝達によって、導入されたトルクの不均衡状態を有効に平衡調整することができるようになる。リングピストン７４の摩擦板７８とタービンランナ６７との間の周辺領域内のダンパばねエレメント８２の装置構成により、比較的大きなばね変位路の作用にすることができるようになる。
【０１８０】
摩擦クラッチ１２，４２は、本発明によると、これらの摩擦クラッチ１２，４２が、あらゆる前進走行の場合、少なくとも時間に応じて少なくとも部分的に係合されるようにすることができる。つまり、１速でも、乃至、１速から、クラッチのスリップ制御を行なうことができ、その際、完全に閉じることもできる。
【０１８１】
しかし、コンバータカバー７０及び摩擦板７８の円錐状摩擦面は、密接した陰影線で示した実施例を用いて、かつ、７０ａ，７８ａで示したように、タービンランナの方に傾斜した円錐として構成してもよい。その際、ダンパばね８２は、半径方向内側に、例えば、ボス６６を介して、収容してもよい。
【０１８２】
従来のように構成されたトルクコンバータ装置の場合、比較的低速段で完全に解放されるロックアップクラッチは、比較的高速段では、係合される。全効率を良くするため、および過剰な熱を制限するため、コンバータは、「ハード」に構成されている。図２１には、「ハード」に構成されたコンバータの一次特性曲線が、ポンプ回転数に亘ってのポンプトルクの大きさ、及びタービン／ポンプの回転比をパラメータとして示されている。
【０１８３】
図２１には、更に、駆動モータの特性曲線が、タービン回転数と一致するエンジン回転数に亘ってのエンジン駆動トルクで、示されている。
【０１８４】
更に、図２１には、主走行領域も、斜線で示されており、この領域は、例えば、７５０〜２０００回転／分の回転領域を有している。
【０１８５】
図２２に示した二次特性曲線には、タービントルクが、タービン回転数に亘って示されており、その際、図２３の特性曲線によるハードに構成されたコンバータの種々の出力領域での効率度について記載されている。
【０１８６】
図２３に示した駆動特性曲線では、コンバータのタービントルクが、タービン回転数に亘って記載されており、この曲線に示されたコンバータ領域では、回転数が上昇し始める時には、タービントルクが急激に降下し、続いて、この変速領域には、クラッチ領域がある。
【０１８７】
従来のトルク伝達装置において、全効率を良くし、熱の過剰を制限するためには、「ハード」なコンバータ構成では、トルクの上昇が、回転数の上昇につれて低下する。それ故、平均回転数領域では、トルク上昇が極めて僅かしかなく、上方の回転数領域では、トルクは、もはや全く上昇しない。
【０１８８】
図２４の一次特性曲線では、ポンプトルクは、ポンプ回転数に亘って示されており、その際、タービン／ポンプの回転数比が、「ソフト」に構成されたコンバータのパラメータとして示されている。「ソフト」に構成されたコンバータの特性曲線は、図２１と同様のパラメータの場合に対して、著しく平坦な経過を有している。変速領域は、平均回転数領域を越えて上方回転数領域に至るまでカバーしいる。
【０１８９】
こうすることにより、図２５に示されているように、ハードに構成されたコンバータの図２２に示された二次特性曲線に比して、非常に拡大された二次特性曲線が得られる。従って、ソフトなコンバータ構成の場合、加速の際、余裕度が著しく大きくなり、大抵の場合、加速時でのシフトダウンを必要としない。
【０１９０】
この加速の余裕度については、例えば、図２６に示されており、そこでは、図２２のハードなコンバータに属する二次特性曲線領域が、図２５のソフトに構成されたコンバータに属する二次特性曲線領域の上に重ねて示されている。ソフトなコンバータ構成の場合、破線で示された領域が、トルク増大用の両コンバータの両全付加特性曲線の間で得られる。
【０１９１】
ここには、また、図２３と同様な図２７に示されているソフトなコンバータ構成を有するトルク伝達装置の駆動特性曲線が示されている。利用可能な変速領域は、図２３の駆動特性領域に比して、破線の上で示した領域分だけ大きくなる。更に、この特性曲線には、狭い斜線の面積として示した主走行領域と最小スリップの領域が記載されている。
【０１９２】
更に、図２６には、駆動点１，２，３が記入されている。「ハード」及び「ソフト」な構成で実施されたコンバータの実施例の場合、この駆動点では、次のスリップ値及び効率を求めることができる。
【０１９３】

分かることは、「ソフト」なコンバータ構成では、低速及び平均回転数領域では、効率は、「ハード」に構成されたコンバータの効率に比して低いが、かなり高いスリップが発生し、それと共に、改善されたトルクの上昇が発生する。これに対して、図２６の駆動点３では、ハード及びソフトなコンバータ構成の場合、スリップ及び効率が等しい。
【０１９４】
流体力学及び機械的装置の動的特性に基づいて、トルク伝達装置によってコンバータと摩擦クラッチとの間で伝達すべきトルクの配分に作用するパラメータの値の過度に急峻な上昇の場合、ノッキングの過度に大きな値または摩擦クラッチの付着による種々の周波数の震動の励振を生じることがある。
【０１９５】
その様な震動の励振を回避するために、本発明の有利な実施例では、コンバータと摩擦クラッチとの間で伝達すべきトルクの配分に作用するパラメータ、有利には、差圧の、従来とは異なった新たな算出値の設定調整は、時間に依存する関数に応じて遅延される。
【０１９６】
しかし、コンバータと摩擦クラッチとの間で伝達すべきトルクの配分に作用するパラメータの、従来とは異なる新たに算出された値の設定調整は、トルクコンバータ装置の駆動係合及び駆動解放間の差回転数に依存する関数に応じて遅延して行なうこともできる。
【０１９７】
同様に、コンバータと摩擦クラッチとの間で伝達すべきトルクの配分に作用するパラメータの、従来とは異なる新たに算出された値の設定調整は、エンジン回転数の勾配に依存して遅延して行なうこともできる。
【０１９８】
比較的高速での変速を行なわないソフトなコンバータに比して、所定の走行状態（重量、傾斜）での損失出力は、変速が高速で行なわれるにつれて低減するが、しかし、比較的ハードなコンバータの場合での図２８よりも一般的に高い。大きなスリップの場合、損失は、同時期の比較的ソフトなコンバータにも拘らず、比較的ハードなコンバータの場合よりも高くはない。というのは、比較的高いトルク変換により、効率が改善されるからである（図２８の領域Ａ）。
【０１９９】
ロックアップクラッチなしには、妥協点を、停止状態での損失と加速状態での性能との間で見つけなければならず（従って、コンバータは、どちらかと言えば、ソフトでなければならない）、走行駆動状態での損失間で見つけなければならない（この場合には、むしろ、ハードでなければならない）。ここで、この限界については、コンバータフィジーク（物理）によって設定されている。これは、昨年行なわれた。このようにして構成されたコンバータは、むしろハードである。
【０２００】
馬力損失の作用は、トーションダンパを有する従来のロックアップクラッチによって、スリップがないように制限することができる。しかし、限界がある。乗り心地を良くするため（うなり、騒音、負荷の変化）、このロックアップクラッチは、比較的高い段だけで、比較的高い回転数でだけ、使用することができる。それにも拘らず、大抵、幾らか乗り心地が悪くなってしまう。
【０２０１】
うなり及び騒音での問題点を明らかにするために、図２９では、震動の振幅が（エンジン装置によって生じる）エンジン回転数に亘って示されている。車両のエンジンの励振及びうなりの感度に応じて、比較的高い回転数で初めてロックアップさせるようにし始めることもできる。しかし、公知のように、エンジンは、大抵の時間、比較的低い回転数で駆動される。そのため、燃費の節約には、限界がある。
【０２０２】
その他の問題点は、負荷変化特性とロックアップの係合ないし解放での特性である（図３０）。運転手が、ロックアップされた状態でガソリンを供給する（アクセルを踏み込む）場合、先ず、所望の牽引力の増大の代わりに、ノッキング震動が生じてしまう。その後、ロックアップを開放するが、そうすると、不都合な場合、むしろ、先ず、短時間のトルク低下を来すことがある。それに続いて初めて、運転手は、所望の牽引力を増大させることができる。ロックアップを係合すると、再び、駆動状態にすることができる。
【０２０３】
シフトの際も、乗り心地の問題は生じることがあり、そのため、通常は、ロックアップは、シフトの前に解放される。
【０２０４】
低速段では、この作用は最も強く、そのため、通常のロックアップ装置の場合、４及び５速で初めてロックアップされる。
【０２０５】
そのため、山岳走行で、１速で発生する馬力損失は、ロックアップによって低減されない。この馬力損失は、所定の常温出力の元で、コンバータの許容範囲の柔軟性も制限する。
【０２０６】
「ガムテープ効果」は、多くの領域で阻止することはできず、そのため、ソフトなコンバータを選択することもできない。
【０２０７】
本発明の技術思想のコンバータロックアップ装置は、ミニトーションダンパを有する円錐形状のスリップ式ロックアップクラッチ、適応制御装置、ソフトなコンバータから構成されている。
【０２０８】
装置のスリップが問題であり、完全ロックアップと比較して、スリップには、どんな効果があるのか？
＊ うなりが減る。
【０２０９】
＊ 負荷シフト特性が改善される。
【０２１０】
＊ 変速機のシフトの質が著しく改善される（完全ロックアップの場合には、変速機のシフトの質は、許容し得ない）。
【０２１１】
＊ ロックアップの付加係合の際の質が改善される（ここで言う付加係合とは、解放されたコンバータで、ロックアップクラッチが作動されるが、必ずしもスリップゼロまで作動されるとはかぎらない）。
【０２１２】
うなりの励振の低減により、ロックアップはは、従来装置よりも早い時点で使用することができる（図３１）。
【０２１３】
負荷シフト特性、及び牽引力は、従来の装置と比較して、著しく改善される（図３２）。運転手がガソリンを供給すると（アクセルを踏み込むと）、ロックアップが滑るので、ノッキングの震動は、発生しない。この滑りにより、スリップが形成され、それにより、コンバータのトルクが形成される。
【０２１４】
そのために、トルクの極端な低下は生じない。連続的にトルクが上昇し、変速シフトが大きくなることによって、機関トルクを越えるまで上昇する。低速段でも比較的低い回転数でも早期にロックアップさせることができる。
【０２１５】
それ程多くの利点があるのに、スリップ式ロックアップが現在あまり頻用されていない理由は何か？当然、スリップの際、幾つかの起こりうる問題点かがある（図３３の説明参照）。
【０２１６】
１． 比較的低い回転数の場合、うなりの低減のために必要なスリップは、大抵、比較的大きく、それにより、損失馬力も大きくなる。スリップが低減されると、短時間付着が発生し、それにより、多くの場合、うなりが生じる（Δｎ1）。
【０２１７】
２． 多くのエンジンは、比較的高い負荷の場合、あまり圧縮しすぎる必要はない。比較的高い負荷の元で、エンジンの圧縮ができない場合、２つの手段がある。エンジン回転数を上昇させ、その際、ロックアップを完全に解放するか、ロックアップを比較的強くスリップさせる。しかし、比較的強くスリップさせると、比較的高い損失馬力がロックアップにて生じる（Δｎ4）。
【０２１８】
３． 僅かなスリップを制御することは、難しい。「シャープ」な制御パラメータの場合、制御の問題が頻繁に生じ、このパラメータの精度が緩くなると、スリップは、明らかに偏る。多くの場合、制御により利点が生じるが、ここでも、スリップの変動は、殆ど回避されない。それにより、付着が生じたり（うなりの恐れ）、大きなスリップが生じる（比較的高い損失）。
【０２１９】
４． 制御は、任意に精確にできない。調整すべきトルクを小さくすればする程、制御ないし調整を精確にすることは難しくなってしまう。
【０２２０】
５． 制御は、任意に速くできない。非定常過程の場合、制御区間は、一定の調整時間を必要とする。この期間中、スリップは偏る。つまり、うなりを回避するためには、所定のスリップを保持しなければならない。そうすることによって、再び、比較的高いスリップ値が得られる（Δｎ2，Δｎ3）。
【０２２１】
損失が、ロックアップにて発生する。スリップ式クラッチでの本質的問題点は、寿命の問題である。大抵、このスリップ式クラッチでは、所定時間の間は、発生する損失馬力が甘受されるが、しかし、数千キロメータ後は、例えば、クラッキングの問題が生じる。このクラッキングの問題の原因は、大抵、オイルの損耗にある（摩擦部のコーティング部は、大抵まだ正常である）。添加剤が、局所的に発生した加熱によつて損なわれ、時間の経過に連れて、オイル全体の内容物に影響を及ぼしてしまうのである。比較的僅かな損失馬力の場合でも、コーティング部は、非常に良く冷却されなければならない。局所的加熱に対する保護は、最大限達成しなければならない。震動の減結合用のスリップによる損失馬力、及び問題点２，３による損失馬力になるのは、ロックアップの係合、及び解放時の損失馬力である。回転数が低くなればなる程、ロックアップが係合されている際の負荷が高くなればなる程、損失馬力は大きくなり、特に、ロックアップシフトの際の乗り心地の良さを尊重する場合には、尚更である。
【０２２２】
この問題の解決のために役立つのは、非常に簡単なトーションダンパ（部分負荷でのみ作用するように構成することもできる）であり、円錐状の構成であり、適合化制御である。これらの各装置構成要素の共働は、「バブルチャート」に示されている（図３４）。その際、太線で丸く囲ったバブル状枠は、顧客の要求を示し、細線（陰影線）のバブル状枠は、本発明の装置の構成要素を示す。
【０２２３】
ミニトーションダンパ：この非常に簡単なトーションダンパの利点（図３３も参照）：
＊ 問題点１（うなり）は、それによって解決可能である。短時間の付着時に発生する衝撃は、それにより除去され、うなりは、発生しない。
【０２２４】
＊ 問題点３（制御パラメータ問題）は、それによって部分的に解決可能である。ここでも、短時間の付着は、さほど否定的な影響を及ぼさない。
【０２２５】
＊ 問題点４（小トルク時の制御精度）は、それによって解決可能である。小機関トルクの場合、ロックアップは、比較的大きいトルクで係合されることがある。と言うのは、トーションダンパが、震動の減結合を担うからである。
【０２２６】
スリップは、比較的小さく選定することができる。ダンパの共振領域内では、スリップの際、励振は阻止される。そのため、ダンパ内に摩擦エレメントを必要としない。ミニトーションダンパは、従来のトーションダンパよりも軽くて安価である。
【０２２７】
次に、図３４のバブルチャートに示された、編目状に結合された相互関係について、夫々逐語的にもう一度説明する。
【０２２８】

図３５では、ダイアグラム１〜５を用いて、ｋme−ファクタ乃至ｋme−特性曲線（例えば、中央プロセッサユニット（ＣＰＵ）に記憶することができる）の仕様選定のための基準用の実例が、示されており、その際、＋は、良好な質を意味し、−は、劣った質を意味する。
【０２２９】
このダイアグラムの横軸には、ｋme−ファクタが示されており、縦軸には、ｋme−ファクタの大きさに関する基準の傾向による作用が示されている。ダイアグラムに記入されている理想化された各曲線間の比較から分かるように、種々の基準は、部分的に矛盾があり、即ち、ｋme−ファクタに関して、相互に逆方向である。それ故、これらの複数の基準を考慮して、これらの基準は、用途事例に応じて、乃至、所望の車両特性に応じて、その優先度、乃至、重要度に関して、評価される。ダイアグラム１から分かるように、聴覚ないし騒音特性は、任意に改善することができる。というのは、非常に小さなｋme−ファクタが選定されているからであり、さもないと、ロックアップクラッチでの高いスリップのために、ロックアップクラッチ乃至コンバータの許容しえない程高い熱負荷が生じることがあるからである。ロックアップクラッチでの大き過ぎるスリップの否定的な作用は、図３５のダイアグラム２から分かる。つまり、下回ったり上回ったりしてはならない各限界条件がある。しかし、下回ったり上回ったりしてはならない未だ許容しうる各限界条件の間で、ｋme−ファクタの変化が可能である。既述のように、ｋme−ファクタは、所与の各駆動条件に依存して変化することがあり、その際、この変化は、段階的に、または、連続的に、所定の各限界値の間で行なわれうる。ｋme−ファクタは、有利には、自動車の状態量に依存して変化可能でありうる。自動車ないし駆動部のこれらの各状態量は、プロセッサにより検出することができ、従って、これらの各状態量に関係付けられたｋme−ファクタは、調整ないし検出されうる。このｋme−ファクタは、例えば、記憶されている特性曲線から読み出すことができる。
【０２３０】
内燃機関の多くの駆動状態では、内燃機関から出力されていて、各時点で丁度生じている純トルクを、ロックアップクラッチが全て伝達するように、ロックアップクラッチが作動するならば、有利である。ロックアップクラッチのそのような作動は、特に、内燃機関の比較的低速駆動領域内で効果的であることがあり、その際、特に目的に適っているのは、ロックアップクラッチに、この部分負荷領域用に構成されたダンパを設けることである。つまり、その種のダンパは、内燃機関から出力される最大ないし定格トルクよりも小さなロックアップないし係合トルクを有している。この係合トルクは、内燃機関の定格トルクの３０〜６０％の大きさになることがある。このようなダンパの作用については、図３５のダイアグラム１から分かる。そのような震動ダンパの使用により、内燃機関の低速駆動領域内で、比較的大きなｋme−ファクタとの関連で生じる音響の問題を、少なくとも部分的に克服することができる。
【０２３１】
図３６には、適応化トルク制御系のブロック接続図ないし流れ図が示されており、以下、詳細に説明する。その際、コンバータロックアップクラッチの作動は、電気的なフルード調整部材を介して行なわれる。
【０２３２】
図３６に相応して、１で、種々の入力量から、先ず駆動装置部、特に、内燃機関の駆動トルクが、算出される。これに関連する各量は、次の各量の少なくとも２つを含んでいる。即ち、駆動装置部の回転数、燃料強杞憂の負荷レバー位置ないしアクセルペダル位置、吸気系の負圧、燃料噴射時間、燃費、等の各量である。２で、駆動トルクの補正に作用する結合１が行なわれる。この補正は、補正ファクタを用いて行なわれ、補正ファクタは、１２で示された系適合化部により供給される。この補正ファクタは、制御系内に発生する所期の状態に対する偏差を補償し、その際、この偏差を加算、乗算ないし非直線成分によって補償する。
【０２３３】
３で、各駆動状態に対する正確なｋme−ファクタが、決定ないし検出される。このファクタは、制御により調整すべきトルクＭKupplung対ＭAntrieb ｋｏｒｒｉｇｉｅｒｔを、各駆動点に対して特性曲線の種類に応じて、図３５に示された基準の、その都度選定される重み付けから予め決定された値として示す。その際、ロックアップクラッチの場合によっては設けられるダンパの構成が比較的重要である。と言うのは、そのようなダンパを設けることにより、ｋme−ファクタを、内燃機関ないしフルードトルクコンバータの駆動領域の少なくとも比較的大きな部分に亘って一定に保持することができるからである。
【０２３４】
４で、目標結合モーメントの算出が、その都度のｋme−ファクタと駆動装置部の補償された駆動トルクとを用いて行なわれる。５で、目標結合モーメントのその他の補正が、系適合化部１２から導出された加算、乗算ないし非直線成分だけ行なわれる。また、結合部２を設けることができる。多数使用の場合に対して、両結合部１，２のうちの一方だけを設ければ充分であり、その際、有利には、結合部１を残すべきである。
【０２３５】
６で、調整量の算出が、補償された目標結合モーメントおよびロックアップクラッチを示す区間の反転伝達関数から行なわれる。７で、制御装置の出力量が、６で求められた調整量および調整部材の反転伝達関数に基づいて算出されうる。調整部材は、特に有利には、電気フルード調整部材として構成されうる。有利には、比例弁が使用されうるか、または、パルス幅変調された弁が使用されうる。８で、調整量のフィードバックが、制御または適応化の形式で行なわれうる。しかし、このフィードバックは、省略することもできる。９で、実際クラッチトルクの測定が、例えば、トルクセンサまたはストレンゲージ（ＤＭＳ）を介して行なうことができる。９で行なわれる実際クラッチトルクの測定の代わりに、このトルクの算出を、状態量並びに車両及びコンバータの物理的特性から行なうこともできる。このために、例えば、エンジン特性曲線ないしコンバータ特性曲線、つまり、これらの特性領域を示す量を、プロセッサ、つまり、中央プロセッサユニットに記憶しておくことができる。更に、このために、コンバータロックアップクラッチのトルク伝達容量を示す特性曲線、つまり、これを示す量を記憶しておくことができる。
【０２３６】
点９および点１０による実際クラッチトルクの検出が行なわれる限り、測定された実際クラッチトルクの調整は、典型例から算出された実際クラッチトルクを用いて行なわれる。その際、調整は、論理的結合−最小−最大−形成として、または、確率比較として行なわれる。
【０２３７】
図３６に、１２で示した系適合化部では、特に、次の比較を行なうことができ、相応の補正が、それによって行なわれる。
【０２３８】
ａ）補償された目標結合モーメントと実際クラッチトルクとの比較。その 際、この比較は、長期的に行なうこともでき、例えば、一緒に作動する時間窓を介して偏差を観測することによって行なうこともできる。
【０２３９】
補償された駆動トルクと逆算された駆動トルクとの比較。その際、この比較は、長期的に、例えば、一緒に作動する時間窓を介して偏差を観測することもできる。
【０２４０】
各負荷信号の評価。例えば、負荷装置部（例えば、空調設備、コンプレッサ、等）、伝達装置切換部の接続または遮断切換等の負荷信号。
【０２４１】
ｂ） ａ）で求めた系偏差（ＭAntriebおよびＭKupplungの加算、乗算ないいし非直線成分での）の検出、および、そのことから導出される分配（相応適合化ループ１および２、ないし、結合部１および２での）。
【０２４２】
ＭAntriebないしＭKupplungの相応の成分の検出ないし導出は、例えば、図３７の３つのダイアグラムにより行なうことができる。
【０２４３】
図３７の実例１によるダイアグラムでは、時間軸上に、実際トルク特性および目標トルク特性が記入されており、その際、実際トルクは、時間経過に連れて跳躍的変化をする。この跳躍的変化は、例えば、負荷装置部（例えば、コンプレッサ）の負荷回路にフィードバックすることができる。この負荷装置部（コンバータ用に使用される）により生じる実際トルクの変化は、付加的な成分により考慮することができ、この成分を用いて、機関トルクが相応に補償されうる。
【０２４４】
図３７の実例２によるダイアグラムでは、同様に、実際トルク特性および目標トルク特性が、時間軸に関して示されている。このダイアグラムから分かることは、各トルク間の差は変化するにも拘らず、所定時間に対応する各トルク間の比は、略等しいということである。実際トルクと目標トルクとの間の、そのように経過する偏差は、乗算成分により生じることがある。実際トルクと目標トルクとの間の、そのような特性は、例えば、ロックアップクラッチの各摩擦面間に生じる摩擦係合ないし摩擦値特性にフィードバックすることができる。その際、乗算クラッチ成分が重要である。
【０２４５】
図３７の実例３によるダイアグラムには、同様に、実際トルク特性と目標トルク特性が、時間軸に関して示されている。見て分かるように、両トルクは時間経過に応じて変化するが、但し、その際、時間経過につれて、両トルク間の差は、少なくとも近似的に一定である。実際トルクと所望の目標トルクとの間の、その種の偏差は、加算成分を用いて、等しくなるように調整することができる。実際トルクと目標トルクとの、そのような特性は、ロックアップクラッチ用の調整両の偏差にフィードバックすることができる。
【０２４６】
図３８には、非常に簡単に構成された適合化部を有するトルク制御部の流れ図が、示されている。その際、ロックアップクラッチの制御は、電気フルード的に比例弁またはパルス幅変調された弁を介して行なうことができる。制御計算機ないし計算機出力量の出力信号は、例えば、計算機のパルス幅変調された出力側に出力されるオン／オフ比に比例して調整される調整電流である。クラッチトルクは、このようにして制御される、コンバータロックアップクラッチないしロックアップクラッチの両圧力室間での圧力差に基づいて形成される。系適合化は、駆動トルクの適合化補正に制限され、その駆動トルクの偏差は、目標トルクと実際トルクとの間の差から得られる。
【０２４７】
図３８の実施例の場合、図３６の実施例に比べて、結合部２ならびに補償された駆動トルク（Ｍ-an-korr）のフィードバック部がない。
【０２４８】
図３８では、６で、ＤＰ-sollが求められ、目標結合モーメントの関数として、主要量として、ならびに、場合によっては、パラメータとしての、補償された駆動トルク（Ｍ-an-korr）およびタービン回転数（ｎ-Turbine）に依存して求められる。
【０２４９】
図３５の機能ブロック７は、図３８では、２つの下位機能ブロック７ａ、７ｂに分割されている。下位機能ブロック７ａ，７ｂには、夫々フィードバック８ａ，８ｂが配設されている。調整部材（７＝７ａおよび７ｂ）の逆伝達関数の入力量は、ブロック６で算出された目標圧力差（ＤＰ-soll）である。出力量は、それに属するオン／オフ比により、制御出力量として形成される。次の調整部材は、電気調整部材部分（終段および弁巻線によって形成されている）、ならびに、フルード調整部材部分（コンバータロックアップクラッチの相応の圧力印加の基準となる）に分割されている。電気調整部材部分の入力量は、オン／オフ比である。これは、出力側で、実際電流に変換される。この実際電流（I-Ist）に依存して、フルード調整部材部分は、コンバータロックアップクラッチの相応の圧力印加を調整する。これは、コンバータロックアップクラッチの各室（例えば、図６の２４，２５）間の相応の圧力差の調整により行なわれる。ブロック７ａは、フルード調整部材部分の逆関数を示し、その際、目標圧力（DP-Soll)から、それに属する目標電流(I-Soll)が算出される。調整部材のこの部分は、測定された実際圧力(ＤＰ-Ist)のフィードバックを、圧力適合化部の形式（ブロック８ａにより示されている）を有している。この圧力適合化部８ａは、補償された目標電流（Ｉ-Soll-korr）を供給する。調整部材の逆伝達関数７の第２の部分７ｂは、電気的部分を呈し、それは、補償された目標電流から、それに属するオン／オフ比を算出する。このために、ＰＩＤ-制御アルゴリズムが使用される。その際、制御偏差I-Soll korr＝=-I-Ist（I-Istは、弁巻線に応じて測定される)から、ＰＩＤ制御器を用いて、入力量I-Soll-Rが、電気調整部材部分の逆伝達特性に対して算出される。
【０２５０】
図３８で選択された、夫々のブロックの番号付け１〜１２は、図３６の夫々のブロックの番号付けに略相応している。このようにして、図３８の特別な電気フルードによる実施例の夫々の機能ブロックは、図３６の一般的な実施例に関係付けることができる。
【０２５１】
図３８に含まれる夫々の記号は、次の意味を有している。
【０２５２】
ＤＰ-Soll ＝ ロックアップないしコンバータロックアップクラッチでの目標圧力差。ピストンの両側の各室空間間の圧力差に応じて生じる圧力。
【０２５３】
ＤＰ-Ist ＝ コンバータロックアップクラッチの量室空間間の実際圧力差。
【０２５４】
ｐ-nach ＝ ロックアップないしコンバータロックアップクラッチによる圧力、つまり、図６の室空間２５ないしフィードバック管路３４内の圧力。
【０２５５】
Ｉ-Soll ＝ 電気フルード弁用の目標電流。
【０２５６】
Ｄelta-n ＝ ポンプインペラとタービンランナとの間の回転数差、つまり、Ｄelta-n ＝ ｎ-ポンプインペラ − ｎ-タービンランナ。
【０２５７】
「＊-korr」で示される量は、適合化により補償された量に相応する。
【０２５８】
図３８で、１０で示されたブロックの前で供給される車両の状態量は、ロックアップクラッチないしコンバータでのスリップを含む。
【０２５９】
図３８から更に分かるように、回転数Ｄelta-n ＝ ｎ-ポンプインペラ - ｎ-タービンランナは、調整量ではなく、これは、公知のスリップ制御の場合と同様である。本発明のトルク制御の場合、この回転数差Ｄelta-n は、制御すべき区間の状態量として、場合によって生じるトルク偏差の観測のために使用され、その際、このトルク偏差は、再び、相応の結合による適合化の際、補償されて制御部にフィードバック作用する。この際、観測されたトルク値は、例えば、一緒に作用する時間窓の形式で、所定の時間経過に亘って記憶することができ、それにより、クラッチとエンジンとの偏差の成分を検出することができる。これは、１２で示された系適合化部で行なわれる。
【０２６０】
本発明による制御が有する更なる利点は、駆動トルクのノイズ成分の適合化が、完全に解放されたロックアップないしコンバータロックアップクラッチの場合でも、つまり、ｋme＝０の場合でも行なうことができるということである。このために、定格駆動トルク（Ｍ-an）が、コンバータに加わるトルクと比較され、このことは、図３６の結合部１ないし図３６，３０の方法ステップ２で行なわれる。この適合化により、ロックアップクラッチの比較的遅い係合に対する対抗処置の際、場合によって生じることがある、ロックアップクラッチの解放状態での駆動トルク（Ｍ-an）の偏差を予め考慮することができる。このため、系適合化部１２において、コンバータに加わるトルクが求められ、有利には、このために、コンバータ特性曲線が、この系適合化部内にファイルないし記憶されている。これにより、タービンランナとポンプインペラとの間の回転数差を求めることによって、生じているトルクを求めることができる。その際、このコンバータトルクは、エンジンないし駆動装置部の定格駆動トルク（Ｍ-an）と比較される。この駆動トルク（Ｍ-an）は、図３６、３０のブロック１内に記憶されている定常的なエンジン特性曲線から取り出すことができ、つまり、測定された状態量、例えば、特に、エンジン回転数、負荷レバー位置、燃費、燃料噴射量、ないし、燃料噴射時間、等に基づいて取り出される。タービンランナとポンプインペラとの間の回転数差は、ブロック１０で求める個とができる。
【０２６１】
更に、可能なのは、コンバータトルクを予めブロック１０で求めることであり、その際、コンバータ特性曲線が、ブロック１０に記憶されている。
【０２６２】
図３９の実施例として示されているトルク伝達装置１１０では、流体力学的トルクコンバータ１１１は、ロックアップクラッチ１１２およびトルクコンバータとロックアップクラッチとの間に作用するダンパユニット１３５を有している。
【０２６３】
トルクコンバータ１１１は、図示していない内燃機関と相対回動不能に駆動結合されたポンプインペラ１１７、駆動軸側のボス１１４と結合されたタービンランナ１１８、ポンプインペラとタービンランナとの間のフルード循環路内に設けられているステータ１１９、およびポンプインペラと相対回動不能に固定して結合されていて、タービンランナを取り囲んでいるコンバータカバー１１６を有している。
【０２６４】
コンバータカバー１１６は、ポンプインペラ１１７と相対回動不能に結合されており、ポンプインペラの駆動結合力を、内燃機関に、ポンプインペラ１１８とは反対側で突出したカム（連行体）１１６ａを介して伝達し、カム１１６ａには、図示していない内燃機関の動輪を取り付けることができる。
【０２６５】
タービンランナ１１８とコンバータカバー１１６の半径方向領域との間には、コンバータの回転軸に対して同心状なリングピストン１３６が配設されており、リングピストンは、薄板成型部品である。このリングピストンは、半径方向内側でタービンランナ１１８と相対回転不能に結合されている駆動ボス１１４に嵌合して取り付けられていて、半径方向外側の円錐領域を形成しており、この円錐領域は、手適当なコーティング１２１を装着されており、
ロックアップクラッチ１１２は、リングピストン１３６とタービンホイール１１８との間に後方圧力室１２４を有しており、さらにリングピストン１３６とコンバータカバー１１６との間に前方圧力室１２５を有している。ピストン１３６は、対向摩擦面１２２と共働する結合位置で前方圧力室１２５に流動媒体が加えられることにより操作される。摩擦クラッチ１１２により伝達すべきトルクの大きさは、各圧力室１２４，１２５間の圧力差に依存して生じる。
【０２６６】
トーションダンパ１３５は、そのロックアップトルクが公称トルクつまりトルクコンバータ１１１を駆動する内燃機関の最大トルクよりも小さくなるように構成されている。つまりこのことは、トーションダンパ１３５のパワー蓄積器１３７が、内燃機関のトルクを完全には弾性的に受け止めることがないように構成されていることを意味する。自由回転しないようにピストン１３６に結合されたトーションダンパ１３５の入力部材１３８と、フランジ形の出力部材１３９との間の相対的なねじれは、ばね１３７の巻回部に対するブロックにより生じるかまたは有利には、入力部材１３８と出力部材１３９との間に設けられたストッパにより生じる。ダンパ１３５の出力部材１３９はそれ自体公知のようにして、噛合により形成された軸線方向の差込接続により、自由回転しないようにタービンハブ１１４と結合されている。
【０２６７】
図４０からわかるように、パワー蓄積器１３７と共働する入力部材１３８をセグメント形の部材１４０により構成することができ、この場合、直径方向に対向して背中合わせに配置されたそれぞれ２つのこの種の部材１４０が設けられている。これらのセグメント形部材１４０の対は、自由回転しないようにリベット１４１によりピストン１３６と結合されている。図４１には、フランジ形の出力部材１３９が図示されている。フランジ１３９は環状の基体１３９ａと、直径方向で対向するラジアルブラケット１４２とを有しており、このブラケットにはパワー蓄積器１３７用の開口部１４３が設けられている。ブラケット１４２は対として対応づけられている各部材１４０の間に軸線方向に収用されている。対として背中合わせに当接するセグメント形部材１４４により−周囲方向でみれば−それらの取り付け領域１４４の間に、ブラケット１４２用の収容ポケット１４５が形成される。図４１には、セグメント形部材１４０により形成されたブラケット１４２用のストッパの輪郭線１４６が破線で示されている。ピストン１３６はその周囲に配分された軸線方向の成形体を有しており、これらによってタービンホイール１１８の方向に配向された突出部１４７が形成され、これらの突出部の上に、ピストン１３６の方に向いたセグメント部材１４０の取り付け領域１４４が載置される。部材１４０は、バネ１３７のための開口部１４８も有している。図示された実施例の場合、これらの開口部１４８は軸線方向で出力部材１３９の開口部１４３と心合わせされている。図３９〜３３による実施例の場合、パワー蓄積器１３７はあそびなく開口部１４３と１４８に収容されている。しかし多くの適用事例に対し、ばね１３７のうち少なくとも１つが開口部１４３および／または１４８に対してあそびを有するようにするのも好適である。さらにバネ１３７のうち少なくとも１つを所定のバイアスをもたせて開口部１４３および／または開口部１４８内に組み込むこともできる。
【０２６８】
本発明によるトーションダンパ１３５は部分負荷領域のためにのみ設計されているので、このダンパをきわめて容易に形成することができ、このことによって低コストの製造が可能となる。
【０２６９】
本発明による実施形態によればトーションダンパ１３５を、ばね１３７を介して内燃機関の最大トルクつまり公称トルクの約４０％〜５０％を伝達できるように構成できる。パワー蓄積器１３７によりカバーされる、入力部材１３８と出力部材１３９との間の相対的ねじれ角度は、図６１４に示されているように５゜のオーダにできる。図４３には、車両の牽引動作におけるダンパ１３５の入力部材１３５と出力部材１３９との相対的ねじれ角度が示されている。エンジンブレーキ動作中、この相対的ねじれ角度は同じ大きさを有するかもしれないし、あるいは別の値を有する可能性もある。トーションダンパ１３５のねじれ剛性が牽引方向とエンジンブレーキ方向とでそれぞれ異なる大きさであるようにすることもできる。このことは、開口部１４３と１４８ならびにばね１３７の相応の設計仕様により達成される。また、トーションダンパ１３５が多段の特性曲線を有するようにすることもでき、この場合、エンジンブレーキ動作と延引動作に対応する各特性曲線領域がやはりそれぞれ異なる経過特性をとるようにすることができる。
【０２７０】
図４３に示されているように、トーションダンパ１３５は５゜の角度においてロックアップされ、つまりストッパに当接し、ばね１３７の弾性ないし圧縮により伝達可能なトルクは約４５Ｎｍに制限される。このように設計されたトーションダンパ１３５は有利には、スリップ制御形ロックアップクラッチを有する流体動力学的トルクコンバータと組み合わせて使用できる。４５Ｎｍのロックアップトルクは、最大公称トルクが８〜２００Ｎｍのオーダにあるエンジンに適している。
【０２７１】
好適にはダンパ１３５のロックアップトルクは、このトルクにより有利には車両の主走行領域全体がカバーされるように選定される。この場合、車両の全駆動時間に関してみれば最も頻繁に用いられる領域を、主走行領域とみなすことができる。この主走行領域は好適には少なくとも、ＦＴＰ７５−サイクルおよび／またはＥＣＥ−サイクル（市街、９０ｋｍ／ｈ，１２０ｋｍ／ｈ）に対して規定されているエンジン特性曲線の領域を含んでいる。主走行領域は、そこにおいて車両が最も多く駆動されるような領域である。各国における交通のインフラストラクチャに基づき、この走行領域は各国間でいくらか異なる可能性がある。
【０２７２】
図４２に示されているソフトなコンバータ仕様のトルクコンバータ１１１の出力軸の特性曲線領域部の場合、主走行領域は細かくハッチングされた平面として示されている。さらに図４２には、トルクコンバータの変換領域も示されている。この変換領域では、ロックアップクラッチ１１２は開放されている。
【０２７３】
主走行領域は、有利にはロックアップクラッチ１１２において最小のスリップで走行される領域に囲まれている。主走行領域は下方の回転数Ａから上方の回転数Ｂに達している。この場合、下方の回転数Ａは少なくともアイドリング回転数にほぼ一致しており、これは７００〜８００回転のオーダにおくことができる。上方の回転数限界値Ｂは２０００〜３０００回転の回転数領域にあり、たとえば２２００回転／分の値を有する。スリップを伴う領域は上方の回転数限界値Ｃを有することができ、これは内燃機関の最高回転数と一致させることができるが、有利にはそれよりも下におくことができ、たとえば３０００〜４０００回転／分の値をとるようにすることができる。
【０２７４】
トーションダンパ１３５を本発明にしたがって構成することで、トルクコンバータ１１１を主走行領域で完全にロックアップさせることができ、したがってロックアップクラッチ１１２はスリップしないで駆動され、つまりｋme係数は１よりも大きく、たとえば１．１である。この主走行領域において、内燃機関とこれに後置されて結合された変速段との間の振動は、ねじれ振動ダンパ１３５を介して完全に分離される。ロックアップクラッチ１１２におけるスリップによりピークトルクだけがくい止められる。このため、ロックアップクラッチ１１２は主走行領域において、内燃機関の最大トルクに関して比較的僅であるが目下生じている内燃機関のトルクよりも大きいトルクを伝達するように制御ないし調整される。
【０２７５】
スリップを伴う領域においてロックアップクラッチ１１２は、ロックアップクラッチ１１２の各摩擦面１２１，１２２間に所定のスリップが生じるように制御ないし調整される。このスリップによって、ポンプホイール１１７とタービンホイール１１８との間の相対的ねじれも生じる。
【０２７６】
図４２に示されているようなスリップを伴う領域（ｋmeは１よりも小さくたとえば０．９）では、この領域において依然として生じている障害トルクの不均一性が主としてスリップにより減衰される。
【０２７７】
主走行領域ならびにスリップを伴う領域において駆動をいっそう良好に分離するために、高い振動振幅−これはたとえば共振、負荷交番による衝撃等の場合−を伴う状態が駆動トレイン中に生じるかぎり、ロックアップクラッチ１１２により伝達可能なトルクを低減できる。これはたとえばｋme係数を変えることにより行える。
【０２７８】
図４３に示されているように、ロックアップクラッチ１１２のトーションダンパも、比較的僅かなねじれ剛性しか有していないねじれ角度に続いて比較的小さいねじれ角度を有するように構成することができ、この場合、この比較的小さいねじれ角度においてねじれ剛性は最初のねじれ角度の数倍である。図４３の場合、この第２のねじれ角度は２゜を越えて延びている。この２番目のねじれ角度におけるねじれ剛性を第１のねじれ角度におけるねじれ剛性の７〜１５倍にすることができる。図４３に示された実施例の場合、第１のねじれ角度におけるねじれ剛性は８Ｎｍ／゜のオーダであり、第２のねじれ角度では７０Ｎｍ／゜のオーダである。
【０２７９】
図４２による主走行領域において、ｋme係数に関してロックアップクラッチ１１２により伝達可能なトルクは実際に生じている機関トルクの約１．１〜１．２倍に調整される。主走行領域において、ロックアップクラッチ１１２により伝達可能なトルクの調整ないし制御を、ロックアップクラッチ１１２により伝達可能なトルクが最小値よりも低くならないように行える。この値は、内燃機関の公称トルクの少なくとも１％になるようにすべきである。主走行領域においてロックアップクラッチ１１２により伝達可能な最小トルクを、たとえば５Ｎｍにすることができる。しかしこの下限値を適用事例に応じてさらに下へあるいは上へずらせる。したがって、主走行領域においてロックアップクラッチ１１２により伝達可能な最小トルクも、主走行領域において生じる最大機関トルクにきわめて近く有利にはやや小さい値に調整できる。
【０２８０】
図４２中、”スリップを伴う領域”で示されている領域において、ｋme係数に関してロックアップクラッチ１１２により伝達可能なトルクは目下生じている内燃機関のトルクの０．８〜０．９５倍に調整される。つまりロックアップクラッチ１１２のトルク伝達能力は、伝達する必要のあるそのつど生じた内燃機関のトルクに依存する。換言すれば、内燃機関のトルクが上昇するにつれてロックアップクラッチにより伝達可能なトルクも上昇し、内燃機関により生じるトルクが減少すればロックアップクラッチ１１２のトルク伝達能力も減少することを意味する。
【０２８１】
本発明にしたがってコンバータロックアップクラッチを構成しそれを制御することで、エネルギー論的観点で最適な車両の駆動を実現できる。主として用いられるスリップを伴わない駆動状態で走行することにより、この駆動状態においてロックアップされずにないしはスリップを伴って機能するコンバータロックアップクラッチに比べて著しく燃料を節約できる。この場合、主回転数領域は約６００回転／分と２２００〜３０００回転／分の間にあり、つまり平均値は約１８００回転／分付近にある。したがって主走行領域において、ロックアップクラッチは実質的に閉じられており、その結果、目下の機関トルクはロックアップクラッチを介してほぼスリップせずに伝達される。振動の減衰はこの主走行領域では、コンバータロックアップクラッチ１１２のパワーないしトルクの進行方向中に設けられた回転振動ダンパ１３５により行われる。この場合、トーションダンパ１３５には比較的小さいねじれ角度が設定されており、トーションダンパのロックアップトルクはほぼ主走行領域の上限トルクに一致する。この上限値を、動力装備ならびに車重に応じて最大機関トルクの１５〜５０％にすることができる。このように構成されたダンパを用いることで、僅かな駆動トルクの走行領域において、障害を及ぼすうなりを生じさせる振動を抑えることができる。駆動トレインにおける障害を及ぼす負荷交番反動は、トーションダンパの比較的小さいねじれ角度により抑圧ないしは回避される。負荷交番の衝撃は、ダンパのロックアップトルクを越えたときにロックアップクラッチの摩擦面を滑らし合うことにより制限される。このことにより、伝達されるトルクが制限される。トルクピークはロックアップクラッチにおけるスリップにより減衰される。主走行領域の上方において、つまり生じたトルクがダンパにより伝達可能な限界トルクよりも大きい走行領域では、スリップが生じるようにロックアップクラッチが制御される。このように調整されたスリップにより、障害を及ぼす負荷交番反動が回避される。障害を及ぼすいかなる振動発生要因も存在していない主走行領域上方の回転数領域ないしトルク領域でも、生じている機関トルクよりも大きいトルク値になるようにクラッチを閉じることができる。障害を及ぼす発生要因の存在する特定の回転数領域に対しては、スリップするようロックアップクラッチを再び開くことができる。このことは殊に共振回転数が生じたときに好適である。
【０２８２】
主走行領域ないしは比較的小さい機関トルクの領域においても共振が発生し続けた場合に好適であるのは、ロックアップクラッチを開放するかないしは伝達可能なトルクを著しく減少させることである。本発明によるロックアップクラッチの構成ならびに制御ないし調整によって、たとえばいわゆるうなりノイズを取り除くようにすべきである。このノイズはロックアップクラッチをいくらか閉じつまりスリップさせることでは取り除けず、しかもこれはこのロックアップクラッチの各摩擦面間に生じる固着／滑り状態に起因するものである。
【０２８３】
以下では、本発明を理解するための補足説明ならびに公知の従来技術に対する本発明の構成の付加的な利点について述べる。
【０２８４】
本発明によるロックアップクラッチシステムに対し、どのような制御技術が採用されたのかを説明する。スリップ制御において生じる問題点についてはこれまでにすでに言及した。基本的な問題は、制御応答の前にまず制御偏差が必然的に生じる点にある。しかも、設定目標値に達していない領域が存在し、たとえば、コンバータが開放されているときに生じるスリップよりも大きいスリップを制御できない。コントローラがギアチェンジ過程に対してはたらいている場合、切り換えによって悪影響が及ぼされる。たとえばシフトアップの際にスリップが過度に低く抑えらると、シフト完了時に固着が生じ、したがって乗り心地が損なわれる。これらすべてのコントローラの問題点に対し解決手段を案出できる−しかし通例これは最適でない解決策になる。このためＬｕＫ制御コンセプトはトルク制御で機能するものであり、システム偏差は適合調整により補償される。ロックアップトルクは機関トルクにより定まる：
ＭUberbruckung＝ＭUberbruckungsfaktor
つまり、いかなる目標スリップ値もセットされない。このことは図４４の累積頻度分布図にも示されており、この場合、実線により従来技術が示されており、実線により本発明の技術思想が表されている。
【０２８５】
次に、ロックアップクラッチが完全に開放されるかスリップしながら閉じられるかは、まず第１にエネルギー論的観点にしたがって定められる。次にその実例を示す：
極端な上り道走行（３６００ｋｇ，１２％）の場合、比較的低速ではロックアップクラッチは完全には閉じられない。その理由は、たとえば牽引力に十分な余裕がないし、あるいはエンジンが過度に圧迫されてはならないからである。そこで、スリップさせながらロックアップするかロックアップクラッチを完全に開放したときに全損失量が低くなったか否かを常に比較する（図４５参照）。
【０２８６】
運転者が牽引力アップを望む場合、運転者は負荷レバー位置を高める。まずはじめに機関トルクが上昇する。このトルクが十分でなければ、運転者は付加的な加速度要求を知らせるために負荷レバー位置をさらに高める。従来のシステムの場合にはたいてい、 変速比を小さくすることによって牽引力を高めるためにシフトダウンが行われる。ＷＬシステムの場合にはまずはじめに、ロックアップクラッチの開放で牽引力アップを望めるかがチェックされる。開放後にコンバータが変換領域にあるのであれば、このことがあてはまる。。もしそうであるならばロックアップクラッチが開放され、さもなければシフトダウンされる。このチェックは常時行われる。共働作用を改善するために、変速段切換特性曲線をこのコンセプトに整合させるのも有意義である。とりわけ効果的であるのは、ソフトなコンバータ（次章参照）と組み合わせた調整である。この技術思想は近似的に切換特性曲線図で表せる（図４６参照）。
【０２８７】
この手段（スリップ、円錐クラッチ、ミニダンパならびに適応制御）により、すべての変速段においてロックアップ可能なことから、燃費が著しく改善される。いっそうソフトなコンバータによりさらに著しい改善が得られる。
【０２８８】
冒頭でコンバータの構成について示した。この場合、すべての領域におけるロックアップは今日一般的なシステムでは不可能であるので、このコンバータを相応にリジッドに構成する必要がある。ＷＬコンセプトにより、ソフトなコンバータの利点を活用し欠点を避けることができる。これらの利点とは基本的に、著しく改善された牽引力と著しく低減された停止状態損失である。そして欠点−多くの領域において負荷を受けて著しく大きい損失と”ゴムバンド”作用が生じること−は、常時投入可能なロックアップクラッチにより回避される。
【０２８９】
この構成により、さらに別の簡明な利点も得られる。走行出力が著しく高まり、燃費が著しく減少する。しかも、排気は不釣り合いなほど著しく改善される。テストサイクルはコールドフェーズで開始される。ロックアップクラッチが開放されている場合、エンジンはソフトなコンバータであれば著しく迅速に駆動温度に到達し、このことは排気に対して好適に作用する。
【０２９０】
０〜１００ｋｍ／ｈへの加速中、従来は４番目の変速段と５番目の変速段の間ではたいした違いがなかった。その理由は、これらの変速段における変速比はほとんど同じだからである。ＬｕＫ−ＷＬ−システムを備えた４段変速機を用いると（別のコンバータ仕様により）、従来の５段変速機に対し加速度について著しい利点が得られる。燃費についても、従来の４段変速機との比較でも従来の５段変速機との比較でも著しい改善が得られる。排気に関しても著しい改善が望める。
【０２９１】
数多くの利点を有する低コストの解決手段：コンバータロックアップクラッチシステムと４段変速機との組合せ。
【０２９２】
４段変速機と組み合わせたコンバータロックアップクラッチシステムは、走行出力ならびに燃費に関して従来のロックアップクラッチを備えた５段変速機と同じような利点を得ることができ、全体としてみれば５段変速機の場合よりも僅かな重量と（開発コストについて可能な節約は全く別として）僅かなコストが得られる。
【０２９３】
それどころか、ソフトなコンバータと著しく広げられた第４段との組み合わせは牽引力特性図においてほとんどの領域で、従来のコンバータを備えた５段変速機よりも大きい牽引力を示している（図４７）。さらにこの図に示されているのは、負荷の僅かな領域では５段変速機は２つの変速段にわたって切り換えなければならないが、コンバータロックアップシステムを備えた４段変速機はそれを行う必要はなく、つまり変速機の切換頻度が減少していることである。著しく大きな変速段間のジャンプは、いっそうソフトなコンバータによりくい止められる。
【０２９４】
本発明は、これまで述べてきた図示の実施例に限定されるものではなく、たとえば、本発明に関連して述べた特徴ないし部材の組み合わせにより形成可能な変形も含むものである。さらに、図面に関連して述べてきた個々の特徴ないし動作機能は、それ自体だけでみても独立した発明を成すことができるものである。
【０２９５】
よって出願人は、これまで詳細な説明中でのみ殊に図面に関連して開示してきた、発明にとって重要なそのほかの特徴の権利請求も留保するものである。このため本出願人により提出された特許請求の範囲は、広範囲な特許権保護を得る目的で不利益にならぬよう提案した形をとったにすぎない。
【０２９６】
【発明の効果】
本発明により、コンバータおよび後置されているオートマチックトランスミッションを有する車両のすべての走行状況において５０ｒ．ｐ．ｍ．より著しく小さなスリップ回転数の調整設定を可能にする、トルク伝達装置を制御するための改良された方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体コンバータと、これに並列に配置されこのコンバータをバイパスする摩擦クラッチを示す概略図である。
【図２】機関トルクをエンジン回転数の関数として示す図である。
【図３】コンバータの損失比較図である。
【図４】損失出力を車両速度の関数として示す図である。
【図５】コンバータ設計仕様の牽引力への影響を示す図である。
【図６】コンバータ、ロックアップクラッチを備えたトルク伝達システムの一部分を対応の圧力媒体制御とともに示す図である。
【図７】機関トルクをトルクコンバータにより伝達すべきトルクとロックアップクラッチにより伝達すべきトルクとへ、コンバータとロックアップクラッチに生じるスリップに依存して配分するする様子を示す図である。
【図８】本発明にしたがってトルク制御されるコンバータロックアップにおいて、シフト過程による車両加速時のコンバータにおけるエンジン回転数と差動回転数を時間に依存して示す図である。
【図９】トルク制御されるコンバータロックアップによるシフト過程を伴う車両加速時の被駆動側トルクを時間に依存して示す図である。
【図１０】スリップ制御されたコンバータロックアップにおける加速時の回転特性を示す図である。
【図１１】スリップ制御されたコンバータロックアップにおける加速時の被駆動側トルクを時間軸上に示す図である。
【図１２】シフト過程中は開放されシフト過程後は再び閉じられるコンバータロックアップによる加速時の回転数特性を示す図である。
【図１３】シフト過程中は開放されシフト過程後は再び閉じられるコンバータロックアップによる加速時の被駆動側トルクを時間に依存して示す図である。
【図１４】ロックアップクラッチに作用する圧力差の経過特性を示す図である。
【図１５】流体力学式コンバータをバイパスする摩擦クラッチを備えたトルク伝達システムを示す図である。
【図１６】コンバータロックアップクラッチにおける温度分布図である。
【図１７】コンバータロックアップクラッチにおける温度分布図である。
【図１８】コンバータロックアップクラッチにおける最大表面圧力を示す図である。
【図１９】コンバータロックアップクラッチにおける最大表面圧力を示す図である。
【図２０】機関トルクをトルクコンバータにより伝達すべきトルクとロックアップクラッチにより伝達すべきトルクとへ、コンバータとロックアップ用の摩擦クラッチに生じるスリップに依存して配分する様子を示す図である。
【図２１】タービン／ポンプ回転数比をパラメータとして有しポンプ回転数を表す軸上にポンプトルクを示した、”ハード”に設計されたコンバータの１次特性曲線領域図である。
【図２２】”ハード”に設計されたコンバータのタービントルクをタービン回転数を表す軸上に示した２次特性曲線領域図である。
【図２３】従来のように”ハード”に設計されたコンバータの被駆動側の特性曲線領域図である。
【図２４】タービン／ポンプ回転数比をパラメータとして有しポンプ回転数を表す軸上にポンプトルクを示した、”ソフト”に設計されたコンバータの１次特性曲線領域図である。
【図２５】タービン回転数を表す軸上にタービントルクを示した、”ソフト”に設計されたコンバータの２次特性曲線領域図である。
【図２６】”ソフトな”コンバータ設計において付加的に使用可能な変換領域を示す図である。
【図２７】ソフトに設計されたコンバータの被駆動側の特性曲線領域図である。
【図２８】コンバータの設計仕様が損失に影響を及ぼす様子を示す図である。
【図２９】エンジンと変速機の回転振動を示す図である。
【図３０】慣用のばねダンパによる負荷交番特性を示す図である。
【図３１】スリップが振動特性に作用を及ぼす様子を示す図である。
【図３２】スリップを伴う場合と伴わない場合の負荷交番特性を示す図である。
【図３３】ミニトーションダンパを備えていない場合と備えている場合の所要スリップ特性を示す図である。
【図３４】スリップ、ミニトーションダンパ、円錐設計、ならびに適応制御の共働作用を示す”バブルチャート”である。
【図３５】ｋme係数ないしｋme特性曲線領域を設計するための基準を種々異なるダイアグラムを用いて示す図である。
【図３６】コンバータロックアップクラッチを適用したトルク制御方法のフローチャートである。
【図３７】クラッチのトルク制御に利用可能な加算補正係数と乗算補正係数を説明する種々のダイアグラムである。
【図３８】クラッチのトルク制御のフローチャートである。
【図３９】流体力学式コンバータをバイパスする摩擦クラッチを備えたトルク伝達システムを示す図である。
【図４０】ねじれ振動ダンパの詳細図である。
【図４１】ねじれ振動ダンパの詳細図である。
【図４２】”ソフト”に設計されたコンバータの被駆動側の特選曲線領域図である。
【図４３】ロックアップクラッチのダンパのための生じ得るねじれ特性曲線を示す図である。
【図４４】スリップと累積頻度の関係を示す図である。
【図４５】速度と全損失の関係を示す図である。
【図４６】負荷レバーと速度の関係を示す図である。
【図４７】速度と牽引力の関係を示す図である。

Claims (46)

1. トルク伝達装置の制御方法であって、
   前記トルク伝達装置は、駆動装置の被駆動部と結合し、かつ駆動シャフトを介してオートマチックトランスミッションと結合しており、
   さらに該トルク伝達装置は、流体コンバータと、これに並列に配置された摩擦クラッチと、中央計算ユニットとを有し、
   摩擦クラッチの力印加状態、および摩擦クラッチにより伝達されるトルクは中央計算ユニットによって制御される形式のトルク伝達装置の制御方法において、
   摩擦クラッチにより伝達すべきトルクを、駆動装置のトルクに依存して検出し、
   所定のトルクを伝達するのに必要な、摩擦クラッチの力印加状態を算出し、適合調整し、
   算出されたトルクを伝達する駆動部−被駆動部間の滑りを、最小になるよう調整し、
   滑りが最小である理想状態からの偏差を補正によって補償し、
   少なくとも加速過程では、摩擦クラッチの開放によって同じギヤ段においてトルク変換による牽引力の上昇が得られるか否かを検出し、得られる場合は開放し、得られない場合はトランスミッションを少なくとも１つのギヤ段だけシフトダウンすることを特徴とするトルク伝達装置の制御方法。
2. 摩擦クラッチにより伝達すべきトルクを駆動装置のトルクに依存して、次式のトルク等式に従って検出し、
   ＭKupplung＝ｋme・ｋkorr（ＭAntriebsaggregat＋Ｍkorr_MOT）＋Ｍkorr_WU
   ここでＭKupplungは摩擦クラッチにより伝達すべきトルク、
   ｋmeはトルク分配係数、
   ｋkorrは乗算的に発生する誤差を補償するための補正係数、
   Ｍkorr_MOTはトルクに加算的に発生する誤差を補償するための補正トルク、
   ＭAntriebsaggregatは駆動装置のトルク、
   Ｍkorr_WUはクラッチモーメントに加算的に係ってくる誤差を補償するための補正モーメントであり、
   トルク伝達装置の駆動部−被駆動部間の滑りを、最小になるようトルク分配係数ｋmeの大きさに依存して調整し、
   滑りが最小である理想状態からの偏差を、補正係数ｋkorrおよび補正トルクＭkorr_MOTおよびＭkorr_WUによって補償する請求項１記載の方法。
3. トルク分配係数ｋmeは被駆動回転数に依存する値である請求項２記載の方法。
4. トルク分配係数ｋmeは駆動装置の回転数のみに依存する値である請求項２記載の方法。
5. トルク分配係数ｋmeは駆動装置の回転数とトルクの両方に依存する値である請求項２記載の方法。
6. トルク分配係数ｋmeは被駆動回転数と駆動装置のトルクの両方に依存する値である請求項２記載の方法。
7. 摩擦クラッチは流体圧力手段により操作可能であり、
   かつ、摩擦クラッチとコンバータカバーとの間、ないし摩擦クラッチと他のコンバータケーシングとの間に２つの別個の圧力室が形成されるように構成されており、
   当該圧力室間に生じる圧力差が摩擦クラッチにより伝達されるトルクを定める請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. トルク伝達装置が駆動装置として内燃機関を有する場合、
   トルク伝達装置の運転状態は、機関回転数およびスロットルバルブ角度に依存して、または機関回転数および燃料通過率に依存して、または機関回転数および吸気管負圧に依存して、または機関回転数および噴射時間に依存して検出される請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 制御パラメータ、すなわち圧力差を新たに算出された値に調整することは、時間に依存する関数に従って遅延して行い、
   前記新たに算出された値はこれまでの値とは異なるものであり、
   前記制御パラメータはコンバータと摩擦クラッチとの間に伝達すべきトルクの分配を制御するものである請求項７記載の方法。
10. 制御パラメータ、すなわち圧力差を新たに算出された値に調整することは、トルク伝達装置の駆動部−被駆動部間の回転数差に依存する関数に従って遅延して行い、
    前記新たに算出された値はこれまでの値とは異なるものであり、
    前記制御パラメータはコンバータと摩擦クラッチとの間に伝達すべきトルクの分配を制御するものである請求項７または９記載の方法。
11. 制御パラメータ、すなわち圧力差を新たに算出された値に調整することは、機関回転数の勾配に依存する関数に従って遅延して行い、
    前記新たに算出された値はこれまでの値とは異なるものであり、
    前記制御パラメータはコンバータと摩擦クラッチとの間に伝達すべきトルクの分配を制御するものである請求項７または９または１０記載の方法。
12. 摩擦クラッチで所望される圧力差をＰＩ制御器またはＰＩＤ制御器によって調整する請求項７または９から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 摩擦クラッチにおける所望の圧力差を、特性曲線から圧力比例信号としてバルブ電流を取り出して調整することによって調整し、
    目標圧と実際圧との間に発生する偏差をＩ−フィードバックにより補償する請求項７または９から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 摩擦クラッチにおける所望の圧力差を、所望の圧力差に比例する信号として電流またはデューティ比を算出し、ＰＩ−，Ｉ−またはＰＩＤ制御器を用いて制御することによって調整する請求項７または９から１２までのいずれか１項記載の方法。
15. 摩擦クラッチにより実際に伝達されるトルクと所望のトルクとの偏差を、トルク伝達装置の駆動部−被駆動部間で生じる滑りを測定し、目標値と比較することによって検出する請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 摩擦クラッチにより実際に伝達されるトルクと所望のトルクとの偏差を、トルクコンバータから伝達されるトルクを該トルクコンバータの特性曲線から算出し、これによりコンバータと摩擦クラッチとの間に作用するモーメント分配状態を検査することによって検出する請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
17. トルク伝達装置の滑りを全ての前進ギヤ段および後進ギヤ段において検出する請求項２から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. トルク伝達装置の滑りを全ての変速比において検出する請求項２から１７までのいずれか１項記載の方法。
19. 制御を少なくともトランスミッションの全ての前進ギヤ段で行う請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法。
20. 摩擦クラッチのトルク制御を少なくとも２つの領域に分割し、それらの第１の領域で伝達されるトルクが内燃機関の最大トルクの１０から６０％に達すると第２の領域へ移行する請求項１から１９までのいずれか１項記載の方法。
21. 第１の領域では摩擦クラッチにより伝達可能なトルクは、内燃機関で発生するトルクよりも大きい請求項２０記載の方法。
22. 摩擦クラッチにより伝達可能なトルクは、内燃機関で発生するトルクの１倍から１．２倍までである請求項２１記載の方法。
23. 少なくとも加速過程では、摩擦クラッチの開放によって同じギヤ段においてトルク変換による牽引力の上昇が得られるか否かを検出し、得られる場合は開放し、得られない場合はトランスミッションが変速比を変化する請求項１から２２までのいずれか１項記載の方法。
24. オートマチックトランスミッションは変速比を制御する請求項１から２３までのいずれか１項記載の方法。
25. 請求項１から２４までのいずれか１項記載の方法で使用されるトルク伝達装置の流体コンバータ用のロックアップクラッチであって、ポンプホイールと、タービンホイールと、ガイドホイールと、コンバータカバーとが設けられており、
    前記コンバータカバーは回転軸に対して同心であり、ポンプホイールと固定結合しており、タービンホイールを取り囲むものであり、
    コンバータカバーとタービンホイールとの間に配置された同心リングピストンが半径方向外側では円錐形のクラッチ摩擦板として構成され、かつ半径方向内側ではタービンホイールと固定結合した対向密閉ボスに収容される密閉ボスを有するロックアップクラッチ。
26. リングピストンのクラッチ摩擦板およびこれと共働するコンバータカバーの対向摩擦面は、タービンホイールの反対側に開口部を有する円錐体として構成されている請求項２５記載のロックアップクラッチ。
27. ダンパユニットのリング状に構成された少なくとも１つのダンパエレメントは周方向で、リングピストンと固定結合したダンパ駆動部とタービンホイールと固定結合したダンパ被駆動部との間に収容されており、かつタービンホイールの半径方向外側の領域と、リングピストンの摩擦面の設けられたクラッチ摩擦板との間に配置されている請求項２５または２６記載のロックアップクラッチ。
28. タービンホイールとはその半径方向外側の領域でダンパ被駆動部が固定結合されている請求項２５から２７までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
29. ダンパ被駆動部は、タービンホイールと溶接されたリング部であり、リングピストンのクラッチ摩擦板の方向に突出したストッパを有する請求項２５から２８までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
30. ダンパ駆動部は板ばね状に構成されており、リングピストンと固定結合されており、かつダンパ駆動部は摩擦面の反対側でアームを、端面には周方向に支持されたストッパを有し、
    前記アームはクラッチ摩擦板から突出している請求項２５から２９までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
31. ロックアップクラッチはトーションダンパを有し、該トーションダンパのストップトルクは内燃機関の公称トルクよりも小さい請求項２５から３０までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
32. ストップトルクは、内燃機関の最大トルクの１０％から６０％である請求項３１記載のロックアップクラッチ。
33. ストップトルクは、内燃機関の最大トルクの２５％から５０％である請求項３１記載のロックアップクラッチ。
34. ダンパは固有の摩擦装置を有さない請求項３１から３３までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
35. ダンパは±３〜８°のねじれ角を許容する請求項３１から３４までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
36. ダンパは７〜３０Ｎｍ／°の剛性を有する請求項３１から３５までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
37. ロックアップクラッチのトルク制御は少なくとも２つの領域に分割されており、
    第１の領域では振動減結合が少なくとも実質的にダンパを介して行われ、第２の領域では実質的にロックアップクラッチの滑りを介して行われる請求項２５から３６までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
38. トーションダンパのストップトルクは少なくとも近似的に、第１の領域の終了時に発生する内燃機関のトルクに相応する請求項３７記載のロックアップクラッチ。
39. 第１の領域の少なくとも部分領域にわたって、ロックアップクラッチにより伝達可能な最小トルクは、内燃機関の公称トルクの１％よりも大きくなるように保持される請求項３７または３８記載のロックアップクラッチ。
40. 第１の領域の少なくとも部分領域にわたって、ロックアップクラッチにより伝達可能なトルクは、少なくとも近似的に一定の値に保持される請求項３７から３９までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
41. アイドル運転回転数の第１の領域は最大で３０００回転／分までである請求項３７から４０までのいずれか１項記載のロックアップクラッチ。
42. アイドル運転回転数の第１の領域は最大で２０００回転から２５００回転／分までである請求項４１記載のロックアップクラッチ。
43. 第２の領域ではロックアップクラッチにより伝達可能なトルクは、内燃機関で発生するトルクの０．６から１倍までである請求項３７記載のロックアップクラッチ。
44. 第２の領域ではロックアップクラッチにより伝達可能なトルクは、内燃機関で発生するトルクの０．８から０．９倍である請求項４３記載のロックアップクラッチ。
45. ロックアップクラッチのトルク制御を少なくとも２つの領域に分割し、それらの第１の領域で伝達されるトルクが内燃機関の最大トルクの１５から５０％に達すると第２の領域へ移行する請求項２０記載の方法。
46. ダンパは±２〜６°のねじれ角を許容する請求項３５項記載のロックアップクラッチ。

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