JP5335021B2 - 自動クラッチを有する自動車のドライブトレインの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、国際公開第０２／０９４６０１ Ａ２号パンフレットにより公知のもの等の、自動クラッチを有する自動車のドライブトレインの制御方法に関する。

特許文献１は、自動クラッチを有するドライブトレインの制御方法に関し、この方法では、自動車の走行中、ドライブ（駆動力）なしでの走行を可能にするため、所定の動作条件の存在下で内燃機関が駆動輪から切り離される。かかるドライブなしの走行は惰行走行と称される。特許文献１は、惰行走行を、アクセルペダルもブレーキペダルも作動されていないオーバーラン運転段階におけるクラッチの意図的な切断として記載している。クラッチの切断は、燃料の節減を目的として行われる。クラッチ切断状態では、車両は、内燃機関の制動動作によって運動エネルギーを失うことなく進む。ここで、内燃機関はアイドリング状態で運転される。惰行運転モードに移行するための前提条件は、車両速度が限界値より高いこと、及びブレーキペダルも、燃料の供給を決定する要素（例えばアクセルペダル）も作動されないことである。

特許文献２は、自動車のドライブトレインに位置する自動クラッチの解放開始を制御する方法について開示しており、この方法では、内燃機関の回転速度と正の関係をもつ少なくとも１つの変数が計測され、そこから回転速度が計算されて、その回転速度が所定の限界値未満に下がった場合、クラッチを解放するアクチュエータが作動される。ここでは回転速度の経時的な変化が測定され、時間に伴い回転速度が低下するほど、より高い解放値が選択される。

特許文献３は、フリーホイールを利用した燃料の節減方法について記載している。

国際公開第０２／０９４６０１ Ａ２号パンフレット 独国特許出願公開第１９８ ２３ ７６４ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００８ ００５ ６４４ Ａ１号明細書

本発明が基礎とした問題は、燃料の節減可能性を向上させると同時に、運転動作中の快適性の低下を回避するという点である。

前記問題は本発明に係る方法によって解決され、この方法では、トランスミッションの切り離し、従ってドライブトレイン入力部のドライブトレイン出力部との分離が、時間的に正確に実行されるため、自動車がオーバーラン運転に入らない。

本発明は、パワー（駆動力）の要求がないとき、クラッチが解放されており、従ってドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とが分離されているという利点を有する。そのため、アクセルペダルの位置が検出され、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない場合、トランスミッション制御ユニットにおいて対応する「惰行走行モード起動」信号が生成され、その結果、次に対応する動作信号がクラッチに直接出力され、それによりドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とが分離される。

本発明に係る解決手段のさらなる利点は、高水準の運転快適性を実現することであり、ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部との切断中及び再係合中、運転者はジャークを全く感じない。これは、クラッチの解放時にトランスミッションにより伝達されるクラッチのトルクがほぼゼロである場合に該当する。

従って、本発明は、惰行走行モードにおいて、クラッチが解放されることによりドライブ入力ユニットがドライブ出力ユニットと分離されるので、オーバーランモードになってエネルギーが失われることがなく、且つ係合中及び切断中の対応する動作の結果としてのジャークが運転者に知覚されることがなく、従って高水準の運転快適性が確保されるという利点を有する。

本発明に係る解決手段を図に例示し、以下の記載においてより詳細に説明する。

本方法を実行するための基本構成を示す。 経過時間に対するクラッチの種々のトルクの図を示す。 経過時間に対するエンジン回転速度の図を示す。

図１は、本発明に係る構成要素の基本構成を簡略化した形で示し、ここでは、トランスミッション制御ユニット（Ｇ−ＳＧ）に対し、様々な入力変数、例えば、回転速度ｎ、アクセルペダル位置、温度など、並びにドライブトレイン入力部１１及びドライブトレイン出力部１２の特性変数が提供される。図１では、全ての入力変数を参照符号１０によって記号的に示す。

アクセルペダルの位置から運転者がパワーを要求していないことが示される場合、トランスミッション制御ユニットにおいて「惰行走行の開始」プロセスが行われる。トランスミッション制御ユニットでは、次にドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部との分離に最適なタイミングが計算され、対応する動作信号がクラッチ１３に出力されると、次にクラッチ１３が、惰行走行プロセスのためドライブトレイン入力部１１とドライブトレイン出力部１２とを分離する。図１では、これはスイッチ１４により記号的に図示される。スイッチ１４が解放されると、ドライブ入力部からドライブ出力部へのパワー伝達はなくなる。

以下に、図２に基づいて本発明の態様を説明する。図２は、経過時間に対する図を示し、ここに示される異なる曲線２１、２２及び２３は、アクセルペダル位置の異なる変化率を表す。

アクセルペダル位置の変化は、運転者が生じさせる。運転挙動は様々であるため、本発明に係る解決手段では、運転挙動について、スポーティなものと、標準的なものと、スムーズなものとを区別する。従って、図２には次のアクセルペダル位置の変化率が示される：スムーズ２１、標準２２及びスポーティ２３。

アクセルペダル位置、従ってアクセルペダル位置の変化率は、トランスミッション制御ユニットＧ−ＳＧにおいて計測され、惰行走行モードを開始するタイミングを決定する基礎となる。

トランスミッション制御ユニットにおける入力変数１０の計測及び処理と、信号の出力と、ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とを分離するためのクラッチの解放との間の時間は、運転挙動にかかわらず実質的に一定であり、以下では分離時間ｔ_ＳＥＰと称する。これらの分離時間ｔ_ＳＥＰは、曲線２１、２２及び２３について図２に示される。

エネルギーの損失を回避するには、自動車がオーバーランモードに入らないことを確実にすることが望ましい。従って、クラッチトルクＭ_{Ｃｌｕｔｃｈ}が負の値（たとえばＭ_２）をとる前に、ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部との分離が行われる。

アクセルペダル位置の変化率が異なると、それに対するクラッチトルクの曲線プロファイルが異なり、且つ分離時間はほぼ一定であるため、惰行走行モードの条件が存在するとき、ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とを分離するための信号は、アクセルペダル位置の変化が急速に生じる場合（スポーティ２３）には、アクセルペダル位置の変化がゆっくりと生じる場合（スムーズ２１）と比べて大幅に早くクラッチに出力される必要がある。

好ましくは、ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部との実際の分離は、クラッチトルクがほぼゼロの領域（たとえばＭ_１）で行われる。

アクセルペダル位置の変化率が異なると、それに対するトルクの曲線プロファイルが異なるため、クラッチを解放するタイミングを決定するときには、対応して前記アクセルペダル位置の変化率が考慮される。

惰行走行条件が存在するとき、クラッチトルクが望ましい値の０に達するまでにかかる時間の長さが、事前に計算される。この事前に計算された時間が、特性マップから読み取ることのできる時間ｔ_ＳＥＰと組み合わされて処理され、それにより、ドライブトレイン入力部のトルクがほぼゼロになったときにクラッチ１３に対する「クラッチ解放」信号が生じるように、クラッチの分離信号が出力される。

前記信号は、一次導関数に時間ｔ_ＳＥＰを乗じることにより誘導されるドライブトレイン出力部のトルクが、事前に定義可能な限界値１以下であるように定義される。ここから以下の関係式が導かれる：

制御ユニットは、その中に、時間ｔ_ＳＥＰについての種々の特性曲線を格納しており、これらの曲線は適用によって決定される。惰行走行条件が存在するとき、対応する変数ｔ_ＳＥＰが前記特性マップから読み取られ、同様に制御ユニットに格納されている別の条件、例えばエンジンの慣性モーメント等の関数として事前に計算されるエンジントルクを用いて、クラッチの分離信号を出力するのに最適なタイミングが決定される。

ここで格納される特性変数は単に例示に過ぎず、さらなる変数が考慮されるべき状況下、例えば車両の空調装置のスイッチがオンになっている場合、前記特性変数が合わせて計算に組み込まれることは自明である。

最後に、再係合、すなわちドライブトレイン入力部のドライブトレイン出力部との連結は、切断と同じように行われることが明記される。本方法が同じように適用され、従って、クラッチの締結時間に応じて、エンジンの立ち上がり勾配がスポーティからコンフォータブル又はスムーズへと緩やかになるように適用される。その目的は、締結を同じ回転速度で終わらせることである。回転速度勾配（エンジンの立ち上がりの曲線プロファイル）に応じて、予測される締結時間による締結が正確な時間に開始される。締結時間はエンジンの動作点に依存する値であって、且つクラッチの状態によって変化する値である。図３は、アイドリング回転速度ｎ_ｉｄｌｅから始まるエンジン回転速度の増加を示す。３本の曲線３１、３２、３３は、異なる運転挙動であるスポーティ３３、標準３２、スムーズ３１を表し、これらについては、ドライブトレイン入力部のドライブトレイン出力部との分離において既に定義している。回転速度プロファイルが異なり、且つ締結時間ｔ_{ｃｌｏｓｅ}は実質的に一定であるため、クラッチ信号の出力は異なるタイミングで行われる。

Ｇ−ＳＧ： トランスミッション制御ユニット、 １１：ドライブトレイン入力部、
１２：ドライブトレイン出力部、 １３：クラッチ、 １４：スイッチ

Claims (3)

1. 自動車のドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とを分離するクラッチを有する自動車のドライブトレインの制御方法であって、
   制御ユニットが、クラッチトルクの変化率を計測して、クラッチトルクがゼロに達するまでの時間を計算する工程と、
   前記制御ユニットが、前記ドライブトレイン入力部とドライブトレイン出力部とを分離するためのクラッチ分離信号を生成する工程と、
   前記制御ユニットは、当該計算された時間経過より所定時間前の時間に、前記クラッチ分離信号を前記クラッチに出力する工程と、
   前記クラッチが、前記クラッチ分離信号に基づいて前記ドライブトレイン入力部と前記ドライブトレイン出力部とを分離する工程を有し、
   前記所定時間は、前記クラッチ分離信号の出力から前記ドライブトレイン入力部と前記ドライブトレイン出力部との最終的な分離までにシステムが要する時間（ｔＳＥＰ）であって、
   前記ドライブトレイン入力部と前記ドライブトレイン出力部とが分離される時点における前記クラッチトルクがほぼゼロであり、
   前記所定時間が、少なくともエンジントルクの変数として決定されることを特徴とする方法。
2. 前記制御ユニットは、アクセルペダル位置が変化する間の前記クラッチトルクについての異なる複数の曲線プロファイルを格納しており、前記複数の曲線プロファイルが異なる運転挙動及び運転状態に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記異なる運転挙動は、クラッチトルクの変化率が異なるスムーズ（２１）と標準（２２）とスポーティ（２３）を含む少なくとも３つの場合に区別されることを特徴とする請求項２に記載の方法。

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