(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のドライブトレイン用のクラッチユニット（４７）の制御方法であって、
前記クラッチユニット（４７）が、
前記クラッチユニット（４７）の入力要素（４１）から出力要素（４５）に回転モーメントを制御可能に伝達するための湿式摩擦クラッチ（４９）と、
前記摩擦クラッチ（４９）を冷却するためのオイルと、
前記摩擦クラッチ（４９）を作動させるためのアクチュエータ（５１）とを少なくとも備える、制御方法において、
前記摩擦クラッチ（４９）内の温度を確定するステップと、
クラッチモーメントのアクチュエータ制御量への依存関係を示す前記摩擦クラッチ（４９）の特性曲線（１１１）を、確定された温度に依存して適応させるステップと、
特性曲線（１１１）に基づき前記アクチュエータ（５１）によって前記クラッチユニット（４７）を制御するステップとを含み、
特性曲線（１１１）を適応させるために、確定された温度（Ｔ）に依存して勾配修正値（Ｋ１）およびオフセット修正値（Ｋ２）が決定され、クラッチモーメントの目標値（Ｍ）に勾配修正値（Ｋ１）を掛け合わせ、これによりクラッチモーメントの改変済み目標値（Ｍｍｏｄ）が得られ、クラッチモーメントの改変済み目標値（Ｍｍｏｄ）に依存して、特性曲線（１１１）に基づきアクチュエータ制御量の仮の目標値（αｔｅｍｐ）が確定され、アクチュエータ制御量の仮の目標値（αｔｅｍｐ）にオフセット修正値（Ｋ２）を足し合わせ、これによりアクチュエータ制御量の目標値（α）が得られる、方法。
【請求項２】
前記摩擦クラッチ（４９）内の温度を確定するために、前記オイルの温度（Ｔ）が検出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オイルの温度（Ｔ）が温度センサ（１２２）によって検知される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記温度センサ（１２２）が前記クラッチユニット（４７）のオイルサンプ（１２０）内に配置されている、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記オイルの温度が熱流モデルに基づいて計算される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記摩擦クラッチ（４９）内の温度を確定するために、確定されたオイル温度（Ｔ）が、前記摩擦クラッチ（４９）内で生成された損失仕事量に相当する入熱によって差引勘定される、請求項２ないし５の一項に記載の方法。
【請求項７】
前記入熱が、クラッチモーメントおよび前記クラッチユニット（４７）の前記入力要素（４１）の回転数と前記出力要素（４５）の回転数の差に依存して確定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記入熱を確定するために、クラッチモーメントと回転数差の積について時間積分が構成される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
特性曲線（１１１）を適応させるために、特性曲線（１１１）の勾配および／またはオフセットが改変される、請求項１ないし８の一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記クラッチユニット（４７）を制御するために、クラッチモーメントの目標値（Ｍ）に依存するアクチュエータ制御量の目標値（α）が確定され、アクチュエータ制御量の確定された目標値（α）がチューニングされ、アクチュエータ制御量の実際値（α’）が検知され、アクチュエータ制御量の目標値（α）と比較される、請求項１ないし９の一項に記載の方法。
【請求項１１】
入力要素（４１）、出力要素（４５）、クラッチユニット（４７）、および制御機構（
１０９）を備えた回転モーメント伝達システム（１５）であって、前記クラッチユニット（４７）が少なくとも、前記入力要素（４１）から前記出力要素（４５）に回転モーメントを制御可能に伝達するための湿式摩擦クラッチ（４９）と、前記摩擦クラッチ（４９）を冷却するためのオイルと、前記摩擦クラッチ（４９）を作動させるためのアクチュエータ（５１）とを備えており、
前記制御機構（１０９）が、
前記摩擦クラッチ（４９）内の温度を確定するように、
クラッチモーメントのアクチュエータ制御量への依存関係を示す前記摩擦クラッチ（４９）の特性曲線（１１１）を、確定された温度に依存して適応させるように、および
特性曲線（１１１）に基づき前記アクチュエータ（５１）によって前記クラッチユニット（４７）を制御するように設計されており、
特性曲線（１１１）を適応させるために、確定された温度（Ｔ）に依存して勾配修正値（Ｋ１）およびオフセット修正値（Ｋ２）が決定され、クラッチモーメントの目標値（Ｍ）に勾配修正値（Ｋ１）を掛け合わせ、これによりクラッチモーメントの改変済み目標値（Ｍｍｏｄ）が得られ、クラッチモーメントの改変済み目標値（Ｍｍｏｄ）に依存して、特性曲線（１１１）に基づきアクチュエータ制御量の仮の目標値（αｔｅｍｐ）が確定され、アクチュエータ制御量の仮の目標値（αｔｅｍｐ）にオフセット修正値（Ｋ２）を足し合わせ、これによりアクチュエータ制御量の目標値（α）が得られる、回転モーメント伝達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のドライブトレイン用のクラッチユニットの制御方法に関し、その際、クラッチユニットは少なくとも、クラッチユニットの入力要素から出力要素に回転モーメントを制御可能に伝達するための湿式摩擦クラッチと、摩擦クラッチを冷却するためのオイルと、摩擦クラッチを作動させるためのアクチュエータとを備えている。さらに本発明は、入力要素、出力要素、制御機構、および前述の種類のクラッチユニットを備えた回転モーメント伝達システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなクラッチユニットは、例えば全輪駆動の自動車のトランスファケース内で、自動車の一次軸および／または二次軸に駆動モーメントを制御可能に伝達するために用いられる。いわゆる「トルクオンデマンド」方式のトランスファケースでは、一次軸の車輪が永続的に駆動される一方で、前述のクラッチユニットにより、駆動モーメントの一部を選択的に二次軸の車輪に伝達することができる。このトランスファケースは、制御可能な中央差動装置として、車両の前後方向での駆動モーメントの分配を調整するように形成することもでき、この中央差動装置の場合、クラッチユニットはデフロックに割り当てられる。前述の種類のクラッチユニットは、前車軸が永続的に駆動される自動車において駆動モーメントの一部を後車軸に伝達させ得る回転モーメント伝達システム内で使用することもでき、その場合、このユニットは、例えば前軸差動装置または後軸差動装置に配置される。このような様々な適用および配置は、米国特許第７，１１１，７１６Ｂ２号から知られている。
【０００３】
冒頭に挙げた種類のクラッチユニットは、自動車の左右方向においても、例えば車軸差動装置のデフロックのために、または車軸差動装置の回転モーメント重畳システム（いわゆる「トルクベクタリング」）において働くことができる。前述の場合のすべてにおいてクラッチユニットは、特に駆動モーメントを伝達するために、回転する入力要素（例えば入力シャフト）と回転する出力要素（例えば出力シャフト）を摩擦結合によって相互に接続することができる。これに対する代替策としてクラッチユニットを、特に制動モーメントを伝達するために、不動の入力要素または不動の出力要素を備えたブレーキとして構成することができる。
【０００４】
クラッチユニットの前述の適用では、クラッチユニットは力の流れの方向においてドライブトレインの主伝動装置の後ろ（つまり手動または自動の切替変速装置またはＣＶＴ変速装置の後ろ）に配置されている。クラッチモーメント、つまり摩擦クラッチによって伝達される回転モーメントは、通常はその時々の走行状況に依存して可変に調整される。つまり、例えば走行状況または環境影響（例えば駆動輪のスリップを発生させる滑りやすい車道表面）に依存し得る走行力学的な要件に応じて、クラッチユニットによって伝達すべき回転モーメントの変更を行う。このためには、摩擦クラッチの繋ぎ具合の制御が必要なだけでなく、しばしば、正確に調整されたクラッチモーメントでの比較的長い稼働も必要であり、したがって前述の適用の場合、摩擦クラッチは通常は湿式ディスククラッチとして形成される。典型的には摩擦クラッチは、摩擦するコンポーネントの冷却および潤滑のためにオイルを入れたハウジング内に組み込まれている。例えばハウジングの底にオイルサンプが設けられており、このオイルサンプからオイルポンプがクラッチの稼働中に絶えずオイルを運んで摩擦表面に滴らす。このオイルは、摩擦表面から再びオイルサンプ内に戻ってくる。
【０００５】
クラッチユニットはさらに、摩擦クラッチを作動させるためのアクチュエータを含んでいる。このアクチュエータは、しばしばクラッチユニットのハウジングに固定された電動機を備えており、かつクラッチユニットの入力要素と出力要素の間で伝達すべき回転モーメントの要求に反応してクラッチディスクを所定の繋ぎ位置に動かすために用いられる。
【０００６】
冒頭に挙げた種類のクラッチユニットおよびこのようなクラッチユニットの較正方法が、ＷＯ２００３／０２５４２２Ａ１（米国特許第７，０３２，７３３Ｂ２号に対応）から知られており、その内容を明示的に本願の開示内容に加える。ＷＯ２００３／０２５４２２Ａ１にさらに詳しく記載されているように、特定の望ましいクラッチモーメントを調整するために、必ず（測定される実際のクラッチモーメントを調節量として用いて）直接的な回転モーメント調節をしなければならないわけではない。そうではなく摩擦クラッチの制御は、クラッチユニットの対応する較正により、アクチュエータのポジション調節を介するという回り道をして行うことができる。つまり、所望の伝達すべき回転モーメントを調整するために、例えば電動機の回転角またはアクチュエータのそのほかのポジション量を調節量として採用し、所望のクラッチモーメントに対応する値に調整する。このために、クラッチモーメント／アクチュエータポジションの依存関係を実験によって確定し、この依存関係を特性曲線として例えば表（ルックアップテーブル、ＬＵＴ）または関数（つまり計算規則）の形で格納する。したがって特定の回転モーメント要求に対し、この依存関係に基づきアクチュエータの当該ポジション量（例えば回転角）の対応する目標値が決定され、かつチューニングされる。
【０００７】
その際、特定のアクチュエータポジションで実際に伝達される回転モーメントはクラッチディスクの摩擦値に依存し、この摩擦値は車両稼働中に変化する可能性があるという問題が生じる。この変化は、上述の回転モーメント要求とアクチュエータポジションの間の静的な割当てによっては考慮に入れることができない。クラッチユニットの入力要素と出力要素の回転数の差のほかに、特にクラッチディスクの温度またはクラッチディスク上にあるオイルの温度が摩擦値に影響を及ぼす。摩擦クラッチ内の温度状態は稼働条件によって変化するので、したがって指定したクラッチモーメント（目標値）と実際に伝達されたクラッチモーメント（実際値）の望ましくないズレが起こる可能性がある。低い温度では、高過ぎる回転モーメントに基づく伝動コンポーネントの有害な負荷、またはドライブトレイン内での引き攣り、またはオイルのひど過ぎる痛みが起こるほど摩擦値の数値が高い可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の課題は、クラッチモーメントの目標値と実際値のズレを小さくすること、したがってクラッチ制御の精度を上げることにある。さらに、クラッチユニットのコンポーネントの許容されない高い負荷を回避すべきである。
【０００９】
この課題は、請求項１の特徴を備えたクラッチユニット制御方法によって解決され、特に、
−  摩擦クラッチ内の温度を確定するステップ、
−  クラッチモーメントのアクチュエータ制御量に対する依存関係を示す摩擦クラッチの特性曲線を、確定された温度に依存して適応させるステップ、および
−  特性曲線に基づきアクチュエータによってクラッチユニットを制御するステップ、
によって解決される。
【００１０】
つまり本発明により、アクチュエータ制御量と伝達される回転モーメントの関係に対する重要な影響量であるクラッチ温度に依存したクラッチ制御の動的な適応が行われる。これは、クラッチユニットに割り当てられる温度を継続的に確定し、それに対応して、通常は不揮発性メモリ内に格納されている摩擦クラッチの特性曲線を適応させることによって、簡単に達成することができる。このような適応により、クラッチ特性の、温度に条件づけられた標準挙動からのズレを補整することができ、これによりクラッチユニットの位置精度が高められる。クラッチ温度と補整すべき回転モーメントのズレとの関係は、計算または実験によって確定することができ、例えばルックアップ表の形で存在させることができる。特性曲線を適応させることにより、クラッチ制御を速くかつ高い信頼性で修正することができる。手間のかかる計算または追加的な調節メカニズムは必要ない。特性曲線の適応は、特にクラッチ稼働中に周期的または連続的に行うことができる。
【００１１】
摩擦クラッチ内の温度を確定するために、好ましくはオイルの温度が確定される。オイルは、摩擦クラッチの稼働中に連続的に周回しながらディスク上に導かれ、ディスクとの熱交換後に再びオイルサンプの溜りに還流するので、オイルサンプの温度は、代表的で容易に入手可能な摩擦クラッチの熱力学的パラメータである。オイルの温度は、摩擦値に影響を及ぼすオイル粘度の直接的な逆推理を可能にするだけでなく、摩擦クラッチのさらなる温度値、例えばクラッチディスクの温度の評価または計算のための出発点として用いることもできる。
【００１２】
オイルの温度は、例えばクラッチユニットのオイルサンプ内に配置した温度センサによって、直接かつ高い信頼性で検知することができる。これは特に、例えば摩擦クラッチの過熱が差し迫った際に警告信号を発するために、このような温度センサがいずれにせよ設けられるクラッチユニットの場合に提案される。摩擦しているクラッチディスクが一般的に直接的な温度測定を受け入れないのに対し、オイルサンプ内の温度センサは簡単に取り付けることができる。
【００１３】
オイルの温度は、熱流モデルに基づいて計算することもできる。このような熱流モデルは、例えばクラッチユニットの熱入力仕事量と熱出力仕事量の差の計算によることができ、その際、入力要素および／または出力要素のクラッチモーメントおよび回転数を考慮に入れることができる。計算を基礎とするこのような温度確定の利点は、追加的なセンサ技術が必要ないことにある。これに加え、いずれにせよ車両制御の枠内で提供される様々な測定量、例えば入力要素および出力要素の回転数を、熱流モデルのための入力パラメータとして有利に利用することができる。
【００１４】
オイル温度の確定または計算の方法に依存せず、摩擦クラッチ内の温度を確定するためにさらに、摩擦クラッチ内で生成された損失仕事量に相当する入熱を考慮に入れることができる。言い換えると、オイル温度を出発点として、摩擦クラッチ内への入熱を介して、摩擦クラッチ内の温度を推論する。これにより望ましい温度補整のさらに高い精度を達成することができ、特に使用する摩擦クラッチの特殊な性質を顧慮することができ、例えばスチールディスクを備えたディスククラッチかペーパーディスクを備えたディスククラッチかに応じて区別することができる。
【００１５】
説明した入熱によるオイル温度の差引勘定のために、例えばオイル温度に対応する値を、入熱に対応する値と足し算または掛け算することができる。前述の入熱は、例えばクラッチモーメント（伝達すべき回転モーメントの目標値または伝達された回転モーメントの実際値）およびクラッチユニットの入力要素の回転数と出力要素の回転数の差に依存して確定することができる。特に、前述の入熱はクラッチモーメントと回転数差の積から決定することができ、その際、追加的な因子として、実験によって確定され最終的に熱伝導率に対応する定数を考慮に入れることができる。さらに、前述のクラッチモーメントおよび入力要素と出力要素の回転数差の積について時間積分を生成することができる。
【００１６】
クラッチ特性曲線を適応させるために、好ましくは勾配および／またはオフセットが改変される。特に、特性曲線を適応させるために、確定された温度に依存して勾配修正値およびオフセット修正値を決定することができ、その際、クラッチモーメントの目標値に勾配修正値を掛け合わせ、これによりクラッチモーメントの改変済み目標値を確定し、その際、クラッチモーメントの改変済み目標値に依存して、特性曲線に基づき当該アクチュエータ制御量の仮の目標値を確定し、かつその際、アクチュエータ制御量の仮の目標値にオフセット修正値を足し合わせ、これによりアクチュエータ制御量の目標値を確定する。このような措置の場合、特性曲線に割り当てられた２つのパラメータが更新されるだけなので、保存されている特性曲線自体は元のままである。このやり方では、対応する計算および記憶の手間を伴う特性曲線の完全な刷新が回避される。前述の勾配修正値および前述のオフセット修正値は実験によって確定することができ、簡単なルックアップ表に配列させておくことができる。
【００１７】
クラッチユニットを制御するために、好ましくはクラッチモーメントの目標値に依存する当該アクチュエータ制御量の目標値が確定され、このアクチュエータ制御量の確定された目標値がチューニングされ、その際、アクチュエータ制御量の実際値を検知し、目標値と比較する。アクチュエータ制御量は、一般的にクラッチモーメント自体よりも測定技術による検知がしやすく、したがって、選択されたアクチュエータ制御量に関する目標値および実際値を参照する調節の方が容易に提供することができる。アクチュエータ制御量とは、例えばアクチュエータポジション（特に回転角）または液圧であることができる。
【００１８】
本発明は、入力要素、出力要素、クラッチユニット、および制御機構を備えた回転モーメント伝達システムにも関連し、その際、クラッチユニットは少なくとも、入力要素から出力要素に回転モーメントを制御可能に伝達するための湿式摩擦クラッチと、摩擦クラッチを冷却するためのオイルと、摩擦クラッチを作動させるためのアクチュエータとを備えており、その際、制御機構は、摩擦クラッチ内の温度を確定するように、およびクラッチモーメントのアクチュエータ制御量への依存関係を示す摩擦クラッチの特性曲線を、確定された温度に依存して適応させるように、および特性曲線に基づきアクチュエータによってクラッチユニットを制御するように形成されている。
【００１９】
本発明によるクラッチユニットまたは回転モーメント伝達システムは、冒頭で説明したように、自動車のドライブトレインに沿って回転モーメントを伝達するために、様々な配置で使用することができる。以下に、図面を参照しながら、単に例として「トルクオンデマンド」方式のトランスファケースに関連させて本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】自動車のドライブトレインの概略図である。
【図２】トランスファケースの概略図である。
【図３】図２に基づくトランスファケースの断面図である。
【図４】クラッチアクチュエータの概略図である。
【図５】クラッチモーメントのアクチュエータポジションへの依存関係を示すための未修正の特性曲線および２つの修正済み特性曲線を例示的に示すグラフである。
【図６】勾配修正値およびオフセット修正値による特性曲線の適応を例示的に示すグラフである。
【図７】クラッチユニットを制御するための本発明による方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、切替可能な全輪駆動の自動車のドライブトレインを概略的に示している。内燃機関１１によって生成された駆動モーメントは、主伝動装置１３（手動の切替変速装置または自動変速装置）を介してトランスファケース１５に送られる。トランスファケース１５の第１の出力部は、カルダンシャフト１７を介して後軸差動伝動装置１９と連結している。これにより後車軸２３の車輪２１は永続的に駆動される。したがって後車軸２３は車両の一次軸を構成している。トランスファケース１５の第２の出力部は、カルダンシャフト２５を介して前軸差動伝動装置２７と連結している。これにより内燃機関１１の駆動モーメントの一部を選択的に前車軸３１の車輪２９に伝達することができる。したがって前車軸３１は車両の二次軸を構成している。
【００２２】
図１にはさらに走行力学調節ユニット３３が示されている。この走行力学調節ユニットは、後車軸２３の車輪２１または前車軸３１の車輪２９に割り当てられた車輪回転数センサ３５、３７と接続されている。さらに走行力学調節ユニット３３はさらなるセンサ３９、例えばヨーレートセンサとも接続されている。走行力学調節ユニット３３は、センサ３５、３７、３９の信号に依存して制御信号を生成し、この制御信号はトランスファケース１５の制御機構（図１では示されていない）に送られ、これにより車両の両方の軸２３、３１の間での駆動モーメントの特定の分配が調整される。前述の制御信号は、特にクラッチモーメントの目標値であり、すなわちトランスファケース１５のクラッチユニットに対する回転モーメント要求である。
【００２３】
図２は、図１に基づくトランスファケース１５の概略断面図を示している。トランスファケース１５は、入力シャフト４１、第１の出力シャフト４３、および第２の出力シャフト４５を有している。第１の出力シャフト４３は、入力シャフト４１と同軸で、かつ入力シャフトと回転不能に、好ましくは一体的に形成されている。第２の出力シャフト４５は、入力シャフト４１に対して平行にずれて配置されている。
【００２４】
トランスファケース１５は、摩擦クラッチ４９およびアクチュエータ５１を備えたクラッチユニット４７を有している。摩擦クラッチ４９はクラッチバスケット５３を備えており、このクラッチバスケットは、入力シャフト４１および第１の出力シャフト４３と回転不能に接続しており、かつ複数のクラッチディスクを担持している。さらに摩擦クラッチ４９は、回転可能に据えられたクラッチハブ５５を有しており、このクラッチハブも同様に複数のクラッチディスクを担持しており、このクラッチディスクは、クラッチバスケット５３のディスク内に交互の配置で噛み合う。クラッチハブ５５は、チェーン駆動部５９の駆動歯車５７と回転不能に接続している。チェーン駆動部５９の従動歯車６１は、第２の出力シャフト４５と回転不能に接続している。チェーン駆動部５９の代わりに、例えば前述の歯車５７、６１の間の中間歯車によって、歯車駆動部を設けることができる。
【００２５】
摩擦クラッチ４９を繋ぐ意図でアクチュエータ５１を作動させることにより、入力シャフト４１を介してトランスファケース１５内に導入される駆動モーメントを、徐々に割合を増やしながら第２の出力シャフト４５に伝達することができる。
【００２６】
図３は、図２に基づくトランスファケース１５の詳細を断面図で示している。特に明らかなのは、アクチュエータ５１が支持リング６３および位置リング６５を備えており、これらのリングが入力シャフト４１および第１の出力シャフト４３の回転軸Ａに対して回転可能に据えられていることである。支持リング６３は、スラスト軸受を介して駆動歯車５７に軸方向に突っ張り支持されている。これに対し位置調節リング６５は軸方向に変位可能に据えられている。支持リング６３および位置調節リング６５は、互いに面した側にそれぞれ複数のボール溝６７または６９を有している。これらのボール溝は、軸Ａに対して周方向に延びており、かつ軸Ａの法平面に対して周方向の傾斜路状に傾いており、すなわちボール溝６７、６９は、周方向において変化する深さを有している。支持リング６３のボール溝６７および位置調節リング６５のボール溝６９はそれぞれ互いに向かい合っており、この場合、割り当てられたボール７１を包囲している。したがって支持リング６３および位置調節リング６５を相互に相対的にねじることにより、位置調節リング６５の軸方向の変位を引き起こすことができ、その際、位置調節リング６５はスラスト軸受を介し、摩擦クラッチ４９の押圧リング７３と協働する。押圧リング７３は、皿バネシステム７５によって、摩擦クラッチ４９を切る方向にプレストレスを掛けられている。
【００２７】
支持リング６３および位置調節リング６５には、それぞれの作動レバー７７または７９が付加成形されている。各レバー７７、７９の自由端にはそれぞれのロール８１または８３が回転可能に据えられている。作動レバー７７、７９はロール８１、８３を介し、軸Ｃに対して回転可能な制御盤８９の両方の端面８５、８７と協働する。端面８５、８７は、軸Ｃの法平面に対し周方向において傾いた軌道を有しており、すなわち制御盤８９は断面を楔形に形成されている。したがって制御盤８９を回すことにより、作動レバー７７、７９をハサミのように動かすことができ、これにより支持リング６３および位置リング６５は相互に相対的にねじられる。制御盤８９は、付加成形されたスプライン継手９１を有している。制御盤８９は、このスプライン継手を介して電動機および割り当てられた減速伝動装置と、駆動され得るように接続することができる（図３には示されていない）。
【００２８】
したがって、前述の電動機の対応する付勢により、制御盤８９を回転運動のために駆動することができ、それにより作動レバー７７、７９が相互に相対的に旋回される。これによって生じた支持リング６３および位置調節リング６５の相互の相対的なねじれは、位置調節リング６５の軸方向の移動を引き起こす。これにより押圧リング７３が、摩擦クラッチ４９を繋ぐ、または皿ネジシステム７５に補助されて摩擦クラッチ４９を切る。
【００２９】
図３からは、トランスファケース１５のハウジングの下部が、摩擦クラッチ４７およびトランスファケース１５のさらなるコンポーネントを冷却および潤滑するためのオイルを収容するオイルサンプ１２０を構成していることも明らかである。オイルサンプ１２０内には温度センサ１２２が配置されており、この温度センサがオイル温度を表す信号Ｔを発する。
【００３０】
図４は、図２および図３に基づくアクチュエータ５１を概略図で示している。アクチュエータ５１は、アンカシャフト９５を備えた制御可能な電動機９３、ウォーム９９およびウォーム歯車１０１を備えた減速伝動装置９７、ならびに偏向機構１０３を有している。偏向機構１０３によって、減速伝動装置９７の出力シャフト１０５の回転運動が、押圧リング７３（図３）の並進的、すなわち直線的な運動に転換される。偏向機構１０３は、制御盤８９、ならびに作動レバー７７、７９および図３に基づくボール７１を備えた支持リング６３および位置調節リング６５を含んでいる。電動機９３のアンカシャフト９５には、例えばインクリメンタルエンコーダとして形成されたセンサ１０７が配置されている。図４に示したように、その代わりにセンサ１０７をセンサ１０７’として出力シャフト１０５に配置することもできる。
【００３１】
センサ１０７は、アクチュエータポジション値に対応する信号を生成する。示した例示的実施形態では、これはアンカシャフト９５の回転角実際値α’である。この信号α’は、トランスファケース１５の制御機構１０９に送られる。制御機構１０９は、自動車の走行力学調節ユニット３３（図１）から回転モーメント要求Ｍ、つまりクラッチモーメントの目標値も取得する。制御機構１０９の不揮発性メモリ１１３内に格納されているクラッチモーメント／回転角の特性曲線１１１から、制御機構１０９は回転モーメント要求Ｍに基づき回転角目標値αを確定する。制御機構１０９は、回転角目標値αと回転角実際値α’の差に依存して、電動機９３に対する制御信号を生成し、これに対応して摩擦クラッチ４９（図２および図３）が位置調節される。したがって制御機構１０９は、ポジション調節器として作用する。
【００３２】
ここで、特性曲線１１１を使用したクラッチユニット４７の制御を、図５および図６を参照しながらさらに詳しく説明する。回転モーメント要求（クラッチモーメント目標値）Ｍを回転角目標値αへの依存関係において示している図５に表示したグラフは、もともと制御機構１０９のメモリ１１３内に格納されている特性曲線１１１ならびに温度影響を補整するために適応された２つの特性曲線１１１’、１１１”を例示的に示している。制御機構１０９が回転モーメント要求Ｍを受信すると、特性曲線１１１を用いてこの要求に属する電動機９３の回転角目標値αを確定することができる。ここで、温度センサ１２２（図３）によって生成された、または熱流モデルを用いて計算されたオイル温度Ｔの値により、クラッチ制御の温度補整を行うべき場合には、もともと格納されている特性曲線１１１の代わりに、勾配を改変して適応させた特性曲線１１１’を使用することができる。特性曲線１１１’を使用する場合、表示した例では未改変の回転角目標値αより小さい改変済み回転角目標値αｍｏｄが生じる。つまりこの場合には摩擦クラッチ４９は、例えば低いクラッチ温度を考慮に入れるため、もともと格納されている特性曲線１１１によって提示されるより弱く繋がれる。同様に、表示した特性曲線１１１”は適応のもう１つの形態を具体的に示しており、この場合、もともと格納されている特性曲線１１１のオフセットの改変が行われ、これはアクチュエータポジション／クラッチモーメントのグラフにおける平行変位に相当する。
【００３３】
特性曲線１１１を適応させるために、保存されている曲線全体またはその曲線に付属する表を必ず書き変えなければならないわけではない。例えば、各回転モーメント要求Ｍを温度に依存した修正値と掛け合わせ、その後、もともと格納されている特性曲線１１１に基づき回転角目標値αを確定することで十分である。この手順は、特性曲線の勾配を変化させるのと同等であり、したがってこの手順は、例えば適応させた特性曲線１１１’に相当する。代替策として、最初に未変更の回転モーメント要求Ｍおよび未改変の特性曲線１１１に基づき回転角目標値αを確定し、このように得られた回転角目標値αを温度に依存した修正値の分だけ増加または減少させることも可能である。この手順は、特性曲線のオフセットを変化させるのと同等であり、したがってこの手順は、例えば平行変位させた特性曲線１１１”に相当する。図５に表示した例の場合、勾配が改変された特性曲線１１１’は、回転角目標値の下への修正に相当し、これにより例えば低温時に実際に伝達される回転モーメントの過度な上昇を阻止する。オフセットが改変された特性曲線１１１”は、例えば高温時の減少したオイル粘度を補整するために必要であるような、回転角目標値の上への修正に相当する。適応に応じて、オフセットと勾配の変更を相互に組み合わせることも有利であり得る。計算の手間は、１回の継続するクラッチ稼働中に勾配および／またはオフセットに対してそれぞれ１つの数値しか更新しないことで最小限に減らされる。
【００３４】
したがって特性曲線の適応は実際には、図６に具体的に示したように、一度だけ保存した特性曲線１１１がずっと元のままであるように展開することができる。適応のためには、最新の回転モーメント要求Ｍに勾配修正値Ｋ１を掛け合わせ、これにより改変済み回転モーメント要求Ｍｍｏｄが生じる。ここで特性曲線１１１に基づき、改変済み回転モーメント要求Ｍｍｏｄに対応する仮の回転角目標値αｔｅｍｐが確定される。続いて、確定された回転角目標値αｔｅｍｐにオフセット修正値Ｋ２を足し合わせ、これにより適応に対応する所望の回転角目標値αが得られる。オイルの最新の温度Ｔに割り当てられる勾配修正値Ｋ１およびオフセット修正値Ｋ２は、例えば簡単な予め記憶されたそれぞれのルックアップ表から呼び出すことができ、このルックアップ表は、当該トランスファケース１５の一度限りの較正によって生成された。この場合、制御機構１０９のメモリ１１３内に格納された特性曲線１１１はずっと元のままである。勾配修正値Ｋ１は１未満の可能性もあり、したがって掛け算は割り算と同等である。同様にオフセット修正値Ｋ２が負の可能性もあり、したがって足し算は引き算と同等である。
【００３５】
有利な変形形態によれば、望ましい温度補整はさらに、摩擦クラッチ４９内で生成された損失仕事量に相当する入熱を基礎として行うことができる。この場合、温度センサ１２２（図３）によって決定されたオイル温度Ｔは、最初に前述の入熱に関して修正され、その後、この修正済み温度値に基づき、説明した特性曲線適応が実施され、特に前述の勾配修正値Ｋ１および前述のオフセット修正値Ｋ２がそれぞれのルックアップ表から読み取られる。前述の入熱は特に、回転モーメント要求Ｍおよび入力シャフト４１と第２の出力シャフト４５（図２および図３を参照）の回転数の差の積に依存して計算することができる。この回転数は、いずれにせよ車輪回転数センサ３５、３７（図１）の信号によって供給されるので、追加的なセンサは必要ない。
【００３６】
図７に関連させて、温度Ｔを考慮に入れてクラッチユニットを制御するための例示的な方法を記載する。ステップＳ１では、制御機構１０９が最新の回転モーメント要求Ｍを受信する。ステップＳ２では、摩擦クラッチのオイルサンプの温度Ｔを確定する。ステップＳ３では、オイルサンプの温度Ｔに依存して割り当てられている勾配をルックアップ表から呼び出し、呼び出した勾配に基づいて特性曲線１１１を改変する。ステップＳ４では、勾配が改変された特性曲線１１１’を使用し、要求された回転モーメントＭに割り当てられる修正済み回転角目標値αｍｏｄを確定する。この修正済み回転角目標値が、アクチュエータのための新たなチューニングすべきポジション値と見なされ、ステップＳ５で電動機９３を対応するポジションにセットする。
【００３７】
図６に関連して記載したように特性曲線１１１の適応が修正値の使用によって行われる場合には、ステップＳ３でオイルサンプの温度Ｔに依存して勾配修正値Ｋ１およびオフセット修正値Ｋ２を読み取ることができ、その際、ステップＳ４では、回転モーメント要求Ｍに基づき最終的に適応された回転角目標値αを確定するために、これらの値Ｋ１、Ｋ２を使用することができる。
【００３８】
このやり方で、例えばクラッチユニット４７の稼働温度が次第に高くなることで潤滑油の粘度が低下し、したがってクラッチ特性が変化することを考慮に入れることができる。温度影響を補整することにより、クラッチモーメント制御の精度を高めることができる。確定されたオイルサンプ温度はさらに、車両稼働の枠内での別の制御課題のために用いることもできる。この目的のため、確定された温度を例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）バスに発することができ、こうして別の制御機構に自由に利用させることができる。
【００３９】
本発明が、摩擦クラッチを電気メカニズムによって作動させるトランスファケース内で特別有利に適用される一方で、本発明は上で説明した例示的実施形態に制限されない。冒頭で説明したように、自動車のドライブトレイン内での別の配置も可能である。さらにアクチュエータ５１は、上で図を参照しながら説明したのとは異なって形成することができる。例えば、異なる減速伝動装置９７または異なる偏向機構１０３を設けることができる。示した電気メカニズムによる摩擦クラッチ４９の作動の代わりに、例えば電磁式、液圧式、または電気液圧式のアクチュエーションも可能である。この場合、説明した回転角／クラッチモーメントの特性曲線１１１の代わりに、例えば圧力／クラッチモーメントの特性曲線を温度に依存して適応させる。
【符号の説明】
【００４０】
１１  内燃機関
１３  主伝動装置
１５  トランスファケース
１７  カルダンシャフト
１９  後軸差動伝動装置
２１  車輪
２３  後車軸
２５  カルダンシャフト
２７  前軸差動伝動装置
２９  車輪
３１  前車軸
３３  走行力学調節ユニット
３５  車輪回転数センサ
３７  車輪回転数センサ
３９  センサ
４１  入力シャフト
４３  第１の出力シャフト
４５  第２の出力シャフト
４７  クラッチユニット
４９  摩擦クラッチ
５１  アクチュエータ
５３  クラッチバスケット
５５  クラッチハブ
５７  駆動歯車
５９  チェーン駆動部
６１  従動歯車
６３  支持リング
６５  位置調節リング
６７  ボール溝
６９  ボール溝
７１  ボール
７３  押圧リング
７５  皿バネシステム
７７  作動レバー
７９  作動レバー
８１  ロール
８３  ロール
８５  端面
８７  端面
８９  制御盤
９１  スプライン継手
９３  電動機
９５  アンカシャフト
９７  減速伝動装置
９９  ウォーム
１０１  ウォーム歯車
１０３  偏向機構
１０５  出力シャフト
１０７  ポジションセンサ
１０７’  ポジションセンサ
１０９  制御機構
１１１  クラッチモーメント／回転角の特性曲線
１１１’  勾配が改変された特性曲線
１１１”  オフセットが改変された特性曲線
１１３  メモリ
１２０  オイルサンプ
１２２  温度センサ
Ａ  回転軸
Ｂ  回転軸
Ｃ  回転軸
α  回転角目標値
α’  回転角実際値
αｍｏｄ  改変済み回転角目標値
αｔｅｍｐ  仮の回転角目標値
Ｍ  回転モーメント要求
Ｍｍｏｄ  改変済み回転モーメント要求
Ｋ１  勾配修正値
Ｋ２  オフセット修正値
Ｔ  オイル温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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