JP5076116B2 - クラッチ基準位置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念記載の構成を有する方法ならびに請求項９の上位概念記載の構成を有する装置に関する。

ここ数年、自動化されたクラッチはますます普及してきた。快適さ及び安全性はますますセンサ装置及び電子的にトリガされる走行経過への介入動作の使用によって向上してきた。

車両技術からは、自動化された伝動装置におけるクラッチの制御のために少なくとも１つのクラッチアクチュエーティングシステムが使用されることが公知である。クラッチアクチュエーティングシステムにおいて絶対距離測定が使用されない場合、インクリメンタル距離測定が設けられ、このインクリメンタル距離測定は相応にインクリメンタル距離測定センサを有する。いわゆるＥＣモータの使用の際には、これらのインクリメンタル距離測定センサは直接的にこれらのモータに統合されている。

インクリメンタル距離測定は規則的に調整されるべきであることが分かっている。インクリメンタル距離測定の調整の際にはキャリブレーションポイントに手探りで至り、このキャリブレーションポイントの位置はゼロポイントとして又はクラッチ基準位置としてインクリメンタル距離測定の調整のために使用される。

ＤＥ４４３３８２５Ｃ２では自動車摩擦クラッチのための調整装置が提案される。この調整装置は駆動部、この駆動部の運動を実質的には出力素子のトランスレータによる運動に変換する伝動装置ならびにクラッチ位置閉ループ制御部を含み、この伝動装置の運動領域は可能な運動方向においてこれらの方向で作用する少なくとも１つのストッパによって制限されている。クラッチ位置閉ループ制御部は監視装置を有し、この監視装置において測定装置が駆動部をエネルギ供給及び供給されたエネルギの作用方向について検査し、インクリメンタル発生器が伝動装置の位置変化を監視する。駆動部におけるエネルギ供給がインクリメンタル発生器における位置変化を生じない場合、これは作用方向にあるストッパへの到達を証明し、測定装置における新しいストッパ位置としての到達した位置の拘束を結果的に生じる。

ＤＥ１００２７３３０Ａ１では回転トルク伝達装置の動作のための方法が提案される。この場合、負荷をかけられた可動に設けられたスイッチングエレメントがスイッチング位置にあるかどうかが検査され、このスイッチング位置はリミットストップに相応するか又は目標スイッチング位置の周囲に設けられるトレランス領域内部にあるスイッチング位置に相応する。イエスの場合、予め決定された短いタイプスパンの間に制御装置から小さい負荷軽減電圧が供給される。この負荷軽減信号により発生される可動にもうけられたスイッチングエレメントの運動はとりわけリミットストップから離れる方向に向かう。負荷軽減電圧によって電気モータ又は操作装置などのセルフロック力（Selbsthaltekraefte）は少なくとも部分的に克服され、この結果、スイッチングエレメントの相応の運動が惹起される。

本発明の課題は、非自己保持型クラッチアクチュエーティングシステム(nicht selbsthaltenden Kupplungsaktorik)における位置リファレンシングを可能にする方法及び装置を提案することである。

上記課題は請求項１の特徴部分記載の構成を有する方法ならびにこの方法を実施するための装置によって解決される。

本発明によれば、クラッチ基準位置をベリファイするために、クラッチアクチュエーティングシステムが予め設定された第１の期間、第１のパッシブ期間の間に又はアクチュエータ停止状態の発生まで無通電状態に切り換えられる。このパッシブ期間は少なくとも次のようなクラッチシステム固有の期間のような長さに選択される。すなわち、このクラッチシステム固有の期間内で非自己保持型クラッチが各々の任意の位置からアクチュエータパス（Aktorweg）に沿って、例えば間違った摩擦のようなクラッチシステムにおけるエラーがないという前提条件の下でストッパに向かう。このような期間は有利には０．４秒に設定される。

ストッパとは機械的なストッパ又はアクチュエータパスに沿ったポテンシャルミニマム (Potentialminimum)乃至は力ゼロ交差(Kraftnulldurchgang)の位置であると理解してもらいたい。この位置は、クラッチ及びクラッチアクチュエーティングシステムがエラーなしの状態にある場合にすなわち例えば汚れに起因する故意でない抵抗が存在しない場合に非自己保持型クラッチアクチュエーティングシステムがとる位置である。アクチュエータパスの対向側にある第２のストッパの方向から、アクチュエータがアクチュエータパスに沿ってポテンシャル最小値乃至は力ゼロ交差へと動く場合、アクチュエータに対する引張力がゼロ交差の位置へと生じる。アクチュエータがゼロ交差を通過すると、強い斥力が生じ、この斥力は機械的ストッパの作用を表す。

ストッパに到達したか又はエラー又は調整不良のためにクラッチ内で高い摩擦又は歪み又はヒステリシスが生じる場合に、アクチュエータ停止状態が生じうる。このような妨害はクラッチ乃至はアクチュエータパスに沿って異なる強度で生じ、事情によってはアクチュエーティングシステムをストッパに到達しない場合でも停止状態にもたらす。

第１のパッシブ期間が過ぎ去り又はアクチュエータ停止状態になる場合、クラッチ位置がセンサ、例えばインクリメンタル距離センサによってもとめられ、後の比較のために格納される。

次いで本発明の方法では、クラッチアクチュエーティングシステムを予め設定されたアクティブ時間の間に予め設定されたやり方で通電し、その結果、既にストッパに達していない場合には、アクチュエータモータによってアクチュエーティングシステム及びクラッチが動く。

アクティブ期間が経過した後で予め設定された第２のパッシブ期間の間又はアクチュエータ停止状態が発生するまでクラッチアクチュエーティングシステムは改めて無通電状態に切り換えられる。アクチュエータ停止状態が発生するか又は第２のパッシブ期間が経過すると、第２の測定においてクラッチ位置が改めて決定される。

第１の及び第２の測定からのクラッチ位置がリファレンシング精度の分散領域内部で一致し、両方がクラッチ基準位置の妥当値域内にある場合には、測定されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置として定められ、ベリファイされたものと見なされる。リファレンシング精度の分散領域は例えば２インクリメントであるか乃至は有利には０．２ミリメートルより小さい。

通電に関しては本発明によれば３つの代替実施形態がある。クラッチアクチュエーティングシステムの、とりわけＥＣモータの通電は、これによって力作用がクラッチクローズ方向に引き起こされる。代わりに、通電が力作用をクラッチオープンの方向に惹起する。通電は、有利には力の強度が十分に機械的抵抗を低い温度又は古いクラッチでも克服できるように選択される。そのためにアクチュエータモータは、例えばパルス幅変調方法で例えば絶対値でいえば５ボルトより小さい電圧で、有利には２〜３ボルトの電圧で０．３秒より小さい期間、有利には０．１〜０．２秒のアクティブ期間の間に通電される。クラッチオープンの方向に通電される場合には、代わりに絶対値でいえば例えば１２ボルトで例えば１０ミリ秒間通電される。更なる代替実施形態では、通電は、交互に変化する力作用が交流通電（、いわゆるチッター通電（Zitterbestromung））によって引き起こされるように選択される。有利な実施形態ではチッター通電は有利には５Ｈｚの予め設定された周波数を有する矩形交流電圧として行われる。

さらに別の有利な実施形態では、通電はアクティブ期間の間にならびに無通電状態の切り換えは次のパッシブ期間の間にならびにこれに続くクラッチ位置の更なる測定の実施はこのパッシブ期間の後で又はアクチュエータ停止状態の発生の後でサイクリックに方法ループにおいて実施される。一番最近の測定が格納された直前の測定の値とリファレンシング精度の分散領域内で一致し、これら２つの測定値のうちの少なくとも１つがクラッチ基準位置の妥当な値域内にある場合に、この方法ループから初めて離れる。この場合、この方法ループは中断され、一番最近の測定されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置として定められ、ベリファイされたものと見なされる。

更なる実施形態では、一番最近の測定が格納された直前の測定の値とリファレンシング精度の分散領域内で一致し、これら２つの測定値がクラッチ基準位置の妥当な値域内にある場合に、この方法ループが中断される。

更なる実施形態ではこれら２つの測定されたクラッチ位置の平均値が形成され、クラッチ基準位置として定められる。

更なる有利な実施形態では、第１のパッシブ期間が過ぎ去った後で又はアクチュエータ停止状態が発生し次いでクラッチ位置の検出が行われる際に、検出されるクラッチ位置がクラッチ基準位置の妥当な値域内にあるかどうかが検査される。イエスの場合、これが新たなクラッチ基準位置として受け入れられ、この方法は終了される。

更なる有利な実施形態では、第１のパッシブ期間が過ぎ去った後で又はアクチュエータ停止状態が発生し次いでクラッチ位置の検出が行われる際に、検出されたクラッチ位置の瞬時に有効なクラッチ基準位置からの偏差がリファレンシング精度の分散領域内にあるかどうかが検査される。イエスの場合には、検出されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置として受け入れられ、この方法は終了される。

本発明の方法及び本発明の装置によって非自己保持型クラッチにおいてクラッチ基準位置の発見が無通電状態に行われる。

本発明の更なる利点及び有利な実施形態は次の図及び記述の対象である。

それぞれ
図１は本発明の方法経過を概略的に示し、
図２は協働するコンポーネントの概略的な図示を有する装置を示す。

図１では位置リファレンシングを具体的に示すためのフローチャートにおいて方法経過を概略的に図示されている。クラッチ位置のリファレンシングを実施することが必要である場合、方法ステップ２１から出発して待機ステップ２３においてアクチュエータモータが予め設定された時間の間、第１のパッシブ期間の間、スイッチオフされる。すなわち、無通電状態に切り換えられる。よって、クラッチアクチュエーティングシステムはこの期間の間はパッシブであり、非自己保持型クラッチによって動かされる。クラッチは、ストッパにまだ存在しない場合には及び運動を例えば高い摩擦力に基づいて阻止するエラーが存在しない場合には、ストッパの方向に運動する。有利には、本発明の方法は自律的にオープンするクラッチタイプ、すなわち強制的に開く、閉じたクラッチに対して実施できるが、同様に強制的に閉じられたクラッチでも適用可能である。この第１のパッシブ期間の間にクラッチ位置の変化も監視され、その結果、停止状態が検出される。第１のパッシブ期間が終了するか又はクラッチ乃至はクラッチアクチュエーティングシステムがパッシブ期間の経過する前に停止状態になる場合には、本発明の方法によれば検出ステップ２５においてクラッチ位置が検出され、呼び出し可能に格納される。次いで、通電ステップ２７で予め設定された時間、アクティブ期間の間にアクチュエータモータの通電が実施され、その結果、クラッチアクチュエーティングシステム、とりわけアクチュエータモータが再びアクティブになる。本発明によればこの方法は３つの代替的な通電の変形実施形態がある。１つの変形実施形態はいわゆるチッター通電であり、このチッター通電では予め設定された周波数の交流電圧によって時間的に交互に変化する力作用がクラッチオープン乃至はクローズの方向に発生する。２つの別の変形実施形態はアクティブ期間の間に力作用をクラッチオープンの方向に乃至はクラッチクローズの方向に惹起する。これらの通電の変形実施形態によって例えばアクチュエータパスに沿った摩擦に起因する抵抗が克服される。通電ステップ２７におけるクラッチアクチュエーティングシステムの活性化の後で、本発明によれば待機ステップ２９において通電のスイッチオフによるアクチュエーティングシステムの新たなパッシブ切り換えが行われる。本発明によれば、この場合待機ステップ２９において待機ステップ２３の場合と同じことが発生し、このパッシブ期間が終了するか又はパッシブ期間が経過する前にクラッチ乃至はクラッチアクチュエーティングシステムが停止状態になり、検出ステップ３１でクラッチ位置が改めて検出され、格納される。この位置は比較ステップ３３において前に得られたクラッチ位置と比較される。２つの位置の偏差が基準精度の分散領域内にあり、同時にこれら２つの位置がクラッチ基準位置の妥当な値域内にある場合、ベリファイステップ３５において最後に検出されたクラッチ位置がクラッチ基準位置として定められ、ベリファイされたものとして見なされる。比較ステップ３３における条件が満たされない場合には、この方法は通電ステップ２７に戻り、再び方法ステップを前進する。ベリファイステップ３５におけるクラッチ基準位置のベリファイによってこの方法は方法ステップ３７において終了する。

図２は概略的にクラッチ位置リファレンシングのための装置ならびに協働するコンポーネントの概略図を図示している。制御装置６０がリファレンシングリクエストを受信するか又は他の方法が制御装置６０において又は他の制御装置においてクラッチ位置リファレンシングを実施しなければならないと指示する場合、この制御装置６０はアクチュエータモータのパッシブ切り換えをクラッチアクチュエーティングシステム６４において指示する。パッシブ切り換えとはクラッチアクチュエーティングシステム６４の通電の遮断であると理解してほしい。この結果、非自己保持型クラッチ６２がストッパにまだ存在しない場合及び誤った機械的抵抗が非自己保持型クラッチ６２を妨げない場合にはこの非自己保持型クラッチ６２はこのストッパの方向に向かう。クラッチアクチュエーティングシステム６４がパッシブに切り換えられている第１のパッシブ期間が終了するか又はクラッチ６２乃至はクラッチアクチュエーティングシステム６４がパッシブ期間の終了する前に停止状態になる場合、制御装置６０によって測定及び測定されたクラッチ位置の呼び出し可能な格納が指示される。クラッチの停止状態の検出ならびにクラッチ位置測定はセンサ６６により行われ、このセンサ６６は有利な実施形態ではインクリメンタル距離測定センサである。次いで、制御措置６０はアクティブ期間中のクラッチアクチュエーティングシステム６４、とりわけアクチュエータモータの活性化を指示する。この活性化はアクチュエータモータの通電によって行われる。有利な実施形態ではこの制御装置はチッター通電の形式で通電を指示する。更なる有利な実施形態では、制御装置は通電を指示し、その結果、クラッチアクチュエーティングシステム６４によってクラッチクローズの方向への力作用が惹起される。第３の有利な実施形態では、通電はクラッチオープンの方向への力作用が引き起こされるように行われる。アクティブ期間の経過の後で制御装置６０は、パッシブ期間が過ぎ去るまで又はクラッチアクチュエーティングシステム６４が停止状態に至るまでクラッチアクチュエーティングシステム６４が再びパッシブに切り換えられることを指示する。これはセンサ６６を用いてクラッチ位置の検出のために行われる。次いで、制御装置は再びセンサ６６によってクラッチ位置の検出及び記憶を指示する。次いで、制御装置６０はこの位置と直ぐ前に得られた呼び出し可能に記憶されたクラッチ位置との比較を指示する。２つの位置の偏差がリファレンシング精度の分散領域内にあり、同時にこれら２つの値がクラッチ基準位置の妥当な値域内にある場合、制御装置６０は一番最近検出されたクラッチ位置をクラッチ基準位置として定め、これをベリファイする。制御装置６０によってこれら２つの条件のうちのただ１つだけが満たされるか又は全く満たされないと検出される場合には、制御装置６０は、改めてアクティブ期間の間のクラッチアクチュエーティングシステムの活性化及びこれに続くパッシブ期間の間のクラッチアクチュエーティングシステム６４のパッシブ切り換えならびにクラッチ位置検出が実施されることを指示する。この方法ループのサイクリックな実行は、２つの条件が満たされて制御装置６０がこのループからの離脱を指示するまで制御装置６０によって指示される。

本発明の方法経過を概略的に示す。 協働するコンポーネントの概略的な図示を有する装置を示す。

１ 方法ステップ
２３ 待機ステップ
２５ 検出ステップ
２７ 通電ステップ
２９ 待機ステップ
３１ 検出ステップ
３３ 比較ステップ
３５ ベリファイステップ
３７ 方法ステップ
６０ 制御装置
６２ 非自己保持型クラッチ
６４ クラッチアクチュエーティングシステム
６６ クラッチ位置の検出のためのセンサ

Claims (9)

1. 駆動ユニットと伝動装置との間の非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための方法であって、
   前記非自己保持型クラッチ（６２）は、クラッチアクチュエーティングシステム（６４）を用いて、通電により操作可能であり、
   前記非自己保持型クラッチ（６２）は制御装置（６０）を備え、該制御装置（６０）を用いて前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）の制御と、クラッチ位置をもとめるためのセンサ（６６）の測定データの検出とが行われる、非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための方法において、
   クラッチ基準位置のベリファイのために、前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）は予め設定された第１のパッシブ期間の間又はアクチュエータ停止状態の発生まで無通電状態に切り換えられ、その後で到達したクラッチ位置が第１の測定においてもとめられ、予め設定されたアクティブ期間の間に前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電が行われ、前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）は次いで予め設定された更なるパッシブ期間の間又はアクチュエータ停止状態の発生まで改めて無通電状態に切り換えられ、その後で更なる測定においてクラッチ位置が検出され、次いで測定されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置としてベリファイされうるかどうかが検査され、
   最後の測定において検出されたクラッチ位置と以前の測定において検出されたクラッチ位置とが一致し、かつ、該最後の測定において検出されたクラッチ位置がクラッチ基準位置の妥当な値域内にある場合には、最後の一番最近の測定されたクラッチ位置がクラッチ基準位置としてベリファイされ、定められることを特徴とする、非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための方法。
2. 第１の測定の実施の後でサイクリックに方法ループにおいて該方法ループの開始時点に予め設定されたアクティブ期間の間にクラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電が行われ、前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）は次いで予め設定された更なるパッシブ期間の間に又はアクチュエータ停止状態の発生まで改めて無通電状態に切り換えられ、その後で更なる測定においてクラッチ位置が検出され、次いで、最後に測定されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置としてベリファイされるかどうかが検査され、この場合前記方法ループが終了され、さもなければ再び前記方法ループの開始時点に戻り、前記方法ループが再び行われることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 予め設定されたアクティブ期間の間にクラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電が行われ、このクラッチアクチュエーティングシステム（６４）は次いで予め設定された第２のパッシブ期間の間に又はアクチュエータ停止状態の発生まで改めて無通電状態に切り換えられ、その後で第２の測定においてクラッチ位置が検出され、次いでこの測定されたクラッチ位置が新たなクラッチ基準位置としてベリファイされうるかどうかが検査されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
4. 第１の測定において検出されたクラッチ位置と第２の測定において検出されたクラッチ位置とが一致し、クラッチリファレンス位置の妥当な値域内にある場合には、最後に測定されたクラッチ位置がクラッチ基準位置としてベリファイされ定められることを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. アクティブ期間の間に行われるクラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電はクラッチクローズの方向への力作用を引き起こすことを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
6. アクティブ期間の間に行われるクラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電はクラッチオープンの方向への力作用を引き起こすことを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
7. アクティブ期間の間に行われるクラッチアクチュエーティングシステム（６４）の通電は時間的に交互に変化する力作用を引き起こすことを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
8. クラッチアクチュエーティングシステムの通電は、アクチュエータモータの熱的な過負荷をもたらさないような電圧又は電流でのみ行われることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の方法。
9. クラッチアクチュエーティングシステム（６４）を用いて通電に基づいて駆動ユニットと伝動装置との間の操作可能な非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための装置であって、制御装置（６０）を有し、該制御装置（６０）を用いて前記クラッチアクチュエーティングシステム（６４）の制御及びクラッチ位置をもとめるためのセンサ（６６）の測定データの検出が行われる、クラッチアクチュエーティングシステム（６４）を用いて通電に基づいて駆動ユニットと伝動装置との間の操作可能な非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための装置において、
   制御装置（６０）は請求項１〜８のうちの１項記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする、クラッチアクチュエーティングシステム（６４）を用いて通電に基づいて駆動ユニットと伝動装置との間の操作可能な非自己保持型クラッチ（６２）を制御するための装置。

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