JP5755235B2 - クラッチの操作方法 - Google Patents

Description

本発明は，請求項１の上位概念部分に詳述した形式の直結選択型クラッチの操作方法に係るものである。

車両技術によれば，シフト操作を実行するために，走行時に摩擦クラッチを解放又は締結する機能及び方法が既知である。シフト操作について重視される質的な目標の一つとして，ドライブトレインにおける残留トルクを可及的に低レベルに抑えた状態でトランスミッションをシフト可能とすることが挙げられる。トルクを残留させた状態でのクラッチ解放は，主観的な低評価につながり，ドライブトレインに振動を発生させ，その振動が後続のシフト操作に悪影響を及ぼしかねない。原則的には，トルクのゼロ交差状態でドライブトレインを分離させる。これは，一方ではエンジンのトルクを制御し，他方ではクラッチを対応させて制御することにより達成可能である。これらの制御を同時に実行する場合，ドライブトレインにおけるトルク変化を最小限に抑える必要がある。

このようにエンジントルクと摩擦クラッチの解放を同時に制御することは，制御プロセスが実質的に二つのパラメータによって左右され，そのパラメータについて，車載センサからの信号の評価では不確な判断しかできないため，比較的困難である。パラメータは，一方では温度依存性が非常に高い摩擦クラッチの実際の摩擦値であり，他方ではドライブトレインにおける残留トルクである。加えて，摩擦クラッチのストローク制御は応答が遅いという問題がある。

とりわけ登坂時には，ドライブトレインにおいてトラクショントルクが発生した後，駆動トルクが発生するまでの時間が比較的短い。そのため，摩擦クラッチの制御と摩擦クラッチ自体に関して，非常に高度の要求が課されることとなる。

本発明の対象とする直結選択型クラッチは，スリップモードでは摩擦クラッチとして機能し，クラッチのスリップが不所望の作動モードではエンジンとトランスミッションとの間の形状密着結合によってエンジントルクを伝達する特定のクラッチである。この種の直結選択型クラッチは，例えば国際公開第２００６／１１０９４５号パンフレット（特許文献１）に開示されている。

直結選択型クラッチは，クラッチの摩擦要素を，通常の安全係数を加味したエンジンの最大トルクではなく，発進時に必要とされるトルクのみに対応させれば足りるという利点がある。通常走行時には，トルクが形状密着結合によって伝達されるからである。

この種のクラッチは，走行の間，従来のクラッチにおけると同様に，シフト操作のためにクラッチの摩擦結合部を解放又は締結することができる。クラッチの摩擦結合部が切り換えられた後，エンジン回転数とトランスミッション回転数との同期プロセスが完了した時点で形状密着結合部が相互に結合される。

国際公開第２００６／１１０９４５号パンフレット

本発明の課題は，制御が困難なクラッチの摩擦結合を可能な限り回避し，最適な快適性をもってシフト操作を，簡単な手法で実現可能とする制御方法を提案することである。

この課題は，本発明によれば，請求項１に記載された特徴によって解決される。更なる好適な実施形態は，従属請求項に記載したとおりである。

本発明に係る車両用の直結選択型クラッチの制御方法では，クラッチの形状密着結合部分を，形状密着結合によりドライブトレインに伝達されるトルクが無トルク状態となるとき解放し，これに引き続いてシフトを行い，切り換えた後にクラッチの形状密着結合部を再び形状密着結合する。本発明によれば，クラッチの形状密着結合で伝達されるトルクが，クラッチの形状密着結合状態で無トルク状態となるようエンジン制御の影響下におき，その際に形状密着結合部を無トルク状態となる前にシフトシリンダにより附勢しておき，無トルク状態となった時点で直ちにシフトシリンダからの力により形状密着結合を分離するものである。

そのため，直結選択型クラッチ又はドライブドライブトレインを，ドライブトレインにおける残留トルクを極めて低レベルに抑えた状態で，クラッチの形状密着結合部を解放することにより分離することができる。その際，エンジン制御の影響下でトルクが除去され，クラッチの形状密着結合はシフト力によって附勢される。このシフト力は，無トルク状態になった時点で初めて形状密着結合の摩擦力を上回り，結合が直ちに分離されるよう設定されている。

本発明に係る操作方法により，摩擦結合手段又は摩擦クラッチに対して全く，又は殆ど負荷を与えないシフト過程が実現可能であり，クラッチに熱的負荷を与えず，かつ制御が容易である。トルクを伝達するためにもっぱら形状密着結合を適用することで，直結選択型クラッチで伝達可能なトルクを可及的に高めることが可能である。その際，形状密着結合を適用しているため，クラッチのサイズをより小さくすることが可能である。本発明に係る方法においては，解放及び締結が直接的に，即ち形状密着的な機械結合のみによって実行される。

直結選択型クラッチの形状密着結合部を締結するには，結合すべきクラッチ部材間で回転数を同期させ，これら部材が互いに適正な位置にあることのみが必要である。これは，例えば車両に備えられたセンサで確実に検知可能であり，検知結果に基づいて調整可能である。クラッチの解放，即ち形状密着結合部の解放又は分離に際しては，結合下のクラッチ部材間で無トルク状態になっていなければならない。

これを特に迅速かつ容易に実行するため，クラッチ部材がまだ結合されている時点で，上述した方法を実施するに適当な措置を講じる。例えば，そのような措置として，クラッチ部材間にトルクが残留している状態で依然として結合が維持されるように調整した力で，分離機構を附勢しておくことが挙げられる。トルクがゼロ交差に達し，クラッチ部材間にもはや結合力が無くなると，クラッチ部材を自動的に分離させる。好適には，直結選択型クラッチの摩擦結合部分を作動させることなく形状密着結合を解放させる。

本発明に係る方法においては，クラッチが形状密着結合している際に伝達されるトルクを走行状態に応じて増減させることにより，クラッチがまだ形状密着結合している際にトルク曲線において求められるゼロ交差に到達するように形状密着結合部を分離することができる。エンジントルク，すなわちクラッチにより伝達されるトルクがこのような影響を受けることで，本発明に従って形状密着結合部を分離する際に必要とされる無トルク状態を実現することが可能である。

機械的部分，即ち直結選択型クラッチにおける形状密着結合部を本発明に従って制御し，ドライブトレインから分離することで，従来のクラッチ，特にクラッチの摩擦結合部を分離する場合と比較して，ドライブトレインを極めて短時間で分離することができる。すなわち，本発明に係る制御方法では，無トルク状態を迅速に達成することが可能である。

本発明の更なる実施例においては，形状密着結合するクラッチ部材を，例えば空気圧若しくは油圧により，又は電気的に附勢しておき，トルク曲線においてゼロ交差に到達する際に，クラッチ部材を同様に空気圧若しくは油圧により，又は電気的に互いを分離させる。これは，例えば分離機構に含まれるシフトシリンダを附勢することにより実現可能である。シフトシリンダをあらかじめ，即ち無トルク状態の到達前に附勢しておき，例えば爪型の形状密着結合部において摩擦力が構造的に規定された値を下回った場合にシフトシリンダを完全に加圧し，非常に迅速かつ質的に最適の状態で形状密着結合を解放し，クラッチを分離する。

シフト操作後，クラッチの摩擦結合部に対して可能な限り負荷を与えることなく形状密着結合部を締結させるため，形状密着結合されるクラッチ部材間で回転数を同期させ，適正な位置でクラッチ部材を締結することにより，シフト過程を完了させる。

Claims (4)

1. スリップモードでは摩擦クラッチとして機能し，クラッチのスリップが不所望の作動モードではエンジンとトランスミッションとの間の形状密着結合によってトルクを伝達する、車両用の直結選択型クラッチを制御するための制御方法であって，クラッチの形状密着結合部を，形状密着結合によりドライブトレインに伝達されるトルクが無トルク状態となる際に解放し，引き続いてシフト操作を行い，シフト操作後にクラッチの形状密着結合部を再び形状密着結合する制御方法において，クラッチの形状密着結合で伝達されるトルクを，エンジン制御の影響下におくことにより，クラッチが形状密着結合している時点で無トルク状態とし，その際に形状密着結合部を，無トルク状態となる前にシフトシリンダにより附勢し，無トルク状態となった時点で直ちにシフトシリンダからの力により分離させることを特徴とする制御方法。
2. 請求項１に記載の制御方法であって，クラッチの形状密着結合で伝達されるトルクを，走行状態に応じて増減させることにより，クラッチを形状密着結合時にトルク曲線においてゼロ交差に到達させることを特徴とする制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の制御方法であって，形状密着結合状態にあるクラッチ部材を空気圧若しくは油圧により，又は電気的に附勢しておき，トルク曲線においてゼロ交差に到達する際に前記クラッチ部材を互いに分離させることを特徴とする制御方法。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の制御方法であって，クラッチの形状密着結合部を形状密着結合させるためのシフト操作後，形状密着結合させるべきクラッチ部材間で回転数を同期させ，次いでクラッチ部材の形状密着結合部を形状密着結合させることを特徴とする制御方法。