(57)【要約】回転軸（A）を中心に回転可能な入力領域（25）及び回転軸（B）を中心に回転可能な出力領域（35）を備える自動車のドライブトレイン用のトルク伝達アセンブリ（１）において、重畳された交番トルク（Mw）を有する平均トルク（Mm）を伝達及び減衰する方法を提供する。重畳された交番トルクを有する平均トルクを、トルク経路（M）に沿って、入力領域から出力領域に伝達させる。トルク伝達アセンブリの入力領域が、入力回転数（ne）で回転軸（A）を中心に回転し、トルク伝達アセンブリの出力領域が、出力回転数（na）で回転軸（B）を中心に回転する。少なくとも入力回転数（ne）は、平均回転数（nem）及び重畳された交番成分(newp)からなる。交番成分（new）は、周期的回転数振動（newp_i）を重畳することでほぼ描くことができ、その周波数（f）は、実質的に点火周波数（Zf）に対して整数比（i）の関係にある。これらの周期的振動は各々、最小値（newp_i_Min）と最大値（newp_i_Max）を有する。スリップ装置（30）は、入力領域と出力領域との間のトルク経路に配置されて、重畳された交番トルクを有する平均トルクを伝達し、回転数neと回転数naとの間の回転数スリップ（ns）をトルク経路において発生させる。スリップ装置が、交番成分(newp)の少なくとも１つの周期的振動成分の最大値の領域において、回転数スリップの外部アクティベーション（40）の最大値を供給し、交番成分の少なくとも１つの周期的振動成分の最小値の領域において、回転数スリップの外部アクティベーション（45）の最小値を供給する。
2019522156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（A）を中心に回転可能な入力領域（25）及び回転軸（B）を中心に回転可能な出力領域（35）を備える自動車のドライブトレイン用のトルク伝達アセンブリ（１）において、重畳された交番トルク（Mw）を有する平均トルク（Mm）を伝達及び減衰する方法であって、前記重畳された交番トルク（Mw）を有する前記平均トルク（Mm）を、トルク経路（M）に沿って、前記入力領域（25）から前記出力領域（35）に伝達させ、前記トルク伝達アセンブリ（１）の前記入力領域（25）が、入力回転数（ne）で前記回転軸（A）を中心に回転し、前記トルク伝達アセンブリ（１）の前記出力領域（35）が、出力回転数（na）で前記回転軸（B）を中心に回転し、少なくとも前記入力回転数（ne）は、平均回転数（nem）及び重畳された交番成分(newp)からなり、交番成分（new）は、周期的回転数振動（newp_i）を重畳することでほぼ描くことができ、その周波数（f）は、実質的に点火周波数（Zf）に対して整数比（i）の関係にあり、これらの周期的振動（newp_i）は各々、最小値（newp_i_Min）と最大値（newp_i_Max）を有し、スリップ装置（30）は、前記入力領域（25）と前記出力領域（35）との間の前記トルク経路（M）に配置されて、前記重畳された交番トルク（Mw）を有する前記平均トルク（Mm）を伝達し、前記回転数neと前記回転数naとの間の回転数スリップ（ns）を前記トルク経路（M）において発生させ、
前記スリップ装置（30）が、前記交番成分(newp)の少なくとも１つの周期的振動成分（newp_i）の前記最大値（newp_i_Max）の領域において、前記回転数スリップ（ns）の外部アクティベーション（40）の最大値を供給し、前記交番成分(newp)の少なくとも１つの周期的振動成分（newp_i）の前記最小値（newp_i_Min）の領域において、前記回転数スリップ（ns）の外部アクティベーション（45）の最小値を供給することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記スリップ装置（30）の前記外部アクティベーション（40;45）を、油圧アセンブリによって行なうことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記スリップ装置（30）の前記外部アクティベーション（40;45）を、電気アセンブリによって行なうことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の方法であって、前記外部アクティベーション（40;45）が、前記スリップ装置（30）において、23乃至50ヘルツ、又は33乃至66ヘルツ、又は50乃至100ヘルツの変調範囲を供給するのに適していることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法であって、前記スリップ装置（30）を始動要素として使用することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法であって、前記スリップ装置（30）に追加して、始動要素を備えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の方法であって、前記スリップ装置（30）及び／又は前記始動要素を、摩擦クラッチとして、又は多板クラッチとして、又はハイドロダイナミッククラッチとして、又はハイブリッド駆動機構における分離クラッチとして、又はデュアルクラッチとして、又はトリプルクラッチとして、又は遊星歯車機構と接続するクラッチ若しくはブレーキとして構成することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の方法であって、前記回転軸（A）及び前記回転軸（B）が同軸である、又は前記回転軸（A）及び前記回転軸（B）が相互にずれることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力領域及び続く出力領域を備える自動車のドライブトレイン用のトルク伝達アセンブリにおいて、重畳された交番トルクを有する平均トルクを伝達及び減衰する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術からは、ドイツ公開特許第１０  ２００８  ００９  １３５号が、自動車のドライブトレイン用のトルク伝達アセンブリにおける、そうした方法を開示する。この方法では、内燃機関と変速機との間に、摩擦クラッチが備えられている。摩擦クラッチは、共振回転数幅の摩擦クラッチに作用する回転数差が、制御無しの場合と比較して始動時に低減されるよう、制御される。
【０００３】
先行技術からの、この方法の欠点は、この方法によって低減されるのが、始動過程及び始動過程から既知のジャダーのみ、ということである。しかしながらこの方法は、永久走行状態で発生する、内燃機関によって引き起こされるねじり振動を減衰させる能力を有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ公開特許第１０  ２００８  ００９  １３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の課題は、特に始動過程後に、ねじり振動を有利に低減する、トルク伝達アセンブリのねじり振動を低減する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載された特徴により解決される。
【０００７】
回転軸（A）を中心に回転可能な入力領域及び回転軸（B）を中心に回転可能な出力領域を備える自動車のドライブトレイン用のトルク伝達アセンブリにおいて、重畳された交番トルクを有する平均トルクを伝達及び減衰する方法を提供する。重畳された交番トルクを有する平均トルクを、トルク経路に沿って、入力領域から出力領域に伝達させる。トルク伝達アセンブリの入力領域が、入力回転数で回転軸（A）を中心に回転する。トルク伝達アセンブリの出力領域が、出力回転数で回転軸（B）を中心に回転する。少なくとも入力回転数は、平均回転数及び重畳された交番成分からなる。交番成分は、周期的回転数振動を重畳することでほぼ描くことができる。その周波数は、実質的に点火周波数に対して整数比の関係にある。これらの周期的振動は各々、最小値と最大値を有する。スリップ装置は、入力領域と出力領域との間のトルク経路に配置されて、重畳された交番トルクを有する平均トルクを伝達し、回転数neと回転数naとの間の回転数スリップをトルク経路において発生させる。スリップ装置が、交番成分の少なくとも１つの周期的振動成分の最大値の領域において、回転数スリップの外部アクティベーションの最大値を供給し、交番成分の少なくとも１つの周期的振動成分の最小値の領域において、回転数スリップの外部アクティベーションの最小値を供給する。この場合、入力領域と出力領域の間で、かつスリップ装置の前に、また更なるねじり振動減衰ユニットが、例えば第１スプリングセット及び／又は第２スプリングセット並びにダンパユニットとして、前置接続されてもよい。これは、例えば内燃機関から入力領域を経てくる交番トルクが予めフィルタ処理されるため、特に有利である。スリップ装置は、この場合、残存する残余の交番トルクを、最適な場合には「ゼロ」にさえ設定するほどに低減することを目的としている。これを達成するために、本発明による方法によって、重畳された交番トルクの周期的振動の最大値の領域において、スリップ装置の最大の外部アクティベーションを実施してより多くのスリップを許容し、重畳された交番トルクの周期的振動の最小値の領域において、スリップ装置の最小の外部アクティベーションを実施してより僅かなスリップを許容する。これは以下を意味する。つまり、例えば多板クラッチのようなスリップクラッチから構成され得るスリップ装置が、外部アクティベーションから、より低い油圧の形態の油圧信号を受信する。その結果、多板クラッチに対する圧接力が低減される。そのため、スリップが増大する、即ち回転数差が大きくなる。スリップ低減の場合、外部アクティベーションは、この場合、油圧が高められ、従ってスリップクラッチに対する圧接力が同様に高められ、結果的にスリップクラッチにおけるスリップが低減される形態の油圧信号を、スリップクラッチに対して与えるべきである。これによって、重畳された交番トルクにおける最大値に反作用することができる。スリップ低減又はスリップ増大を達成する外部アクティベーションは、スリップ変調、と称することもできる。この場合、スリップ変調の周波数は、例えば内燃機関である駆動機関アセンブリの使用に依存する。４ストローク内燃機関を使用する際には23乃至60ヘルツの周波数領域、４気筒サイクルエンジンを使用する際には33乃至66ヘルツの周波数領域、６気筒４ストローク内燃機関を使用する際には50乃至100ヘルツの周波数領域を使用することが、有利である。
【０００８】
更なる有利な実施形態により、スリップ装置の外部アクティベーションを、油圧アセンブリによって行う。この場合、例えば、スリップ装置が摩擦ディスククラッチとして設計されている場合、この目的のために、費用対効果に優れた油圧解放システムを使用することができる。
【０００９】
電気アセンブリによってスリップ装置の外部アクティベーションが行うことも、有利となり得る。この場合、これは純粋に電気的又は電磁的に行うことができる。
【００１０】
更なる有利な変更例により、外部アクティベーションは、スリップ装置において、23乃至50ヘルツ、又は33乃至66ヘルツ、又は50乃至100ヘルツの変調範囲を供給するのに適している。
【００１１】
スリップ装置を始動要素として使用することも、有利となり得る。これによって、更なる構造部分、従って費用が節約される。
【００１２】
しかしながら、スリップ装置に追加して、始動要素を備えることもできる。この場合スリップ装置は、スリップクラッチによって始動状況をカバーする必要を無くして、明白に最適なスリップの機能のために設計することができる。
【００１３】
更なる有利な構成により、スリップ装置及び／又は始動要素を、摩擦クラッチとして、又は多板クラッチとして、又はハイドロダイナミッククラッチとして、又はハイブリッド駆動機構における分離クラッチとして、又はデュアルクラッチとして、又はトリプルクラッチとして、又は遊星歯車機構と接続するクラッチ若しくはブレーキとして、構成する。
【００１４】
さらに回転軸（A）及び回転軸（B）は、同軸であってよく、又は相互にずれてもよい。特に、後輪駆動で前後方向に取り付けられたフロントエンジンを備える車両では、両方の回転軸（A）及び（B）は、相互に同軸に配置される。前輪駆動で横向きに取り付けられたエンジンの場合には、多くの場合、回転軸（A）は回転軸（B）に対してずらして配置される。
【００１５】
本発明を、以下に図面を参照して詳説する。この場合、図に示す実施形態の例は、単に好適な実施形態を示し、本発明の範囲を決定するものではない。これは、添付の特許請求項によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術としてのドライブトレインの概略図である。
【図２】ドライブトレインの有利な概略図である。
【図３】偏向されたモメント曲線のグラフである。
【図４】ドライブトレインの有利な概略図である。
【図５】好適なトポロジーの概略図である。
【図６】スリップクラッチの原則的なシフト図である。
【図７】偏向されたモメント曲線のグラフである。
【図８】スリップ回転数の時間に対するグラフである。
【図９】摩擦係数のスリップ回転数に対するグラフである。
【図１０】摩擦係数の時間に対するグラフである。
【図１１】Faの正弦曲線のグラフである。
【図１２】Faの台形曲線のグラフである。
【図１３】より高い次数を有するFaの正弦曲線のグラフである。
【図１４】更なるグラフである。
【図１５】動作点でのスリップ装置における入力回転数のグラフである。
【図１６】摩擦値のスリップに対する曲線を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、同一又は機能的に同等に作用する構成部分には、同一の符号が付記される。
【００１８】
まず先に、図１に関して、今日の乗用車用のねじり振動デカップリングシステムは、例えばフライホイールのような、スプリング‐マス装置に加えて、回転数適応型ダンパも備えることを述べるべきである。さらに、少なくとも、湿式作動の始動要素を備えるドライブトレインにおいては、始動要素におけるスリップを介して、内燃機関のトルク変動を低減可能であり、トルク変動が低減される。この場合に使用される、スリップコントローラが所定の平均スリップ回転数を設定する技術を、以下において「アクティブスリップモード１」と称する。以下で、乗用車ドライブトレインにおいてクラッチを制御する方法を提示する。方法を「アクティブスリップモード２」と称する。方法は、特に、平均スリップ回転数が同一であり、従って摩擦損失が同一である際に、先行技術のスリップクラッチにおけるよりも著しく良好なデカップリングを達成することを可能とする、又は、例えばスプリングセットとダンパである、事前デカップリング用のより軽くより費用対効果に優れた部品を使用する従来のシステムと、少なくとも同様の値のデカップリングレベルを達成することを可能とするものである。
【００１９】
図１は、先行技術による、自動車の自動ドライブトレインにおけるトルク伝達アセンブリ１を示す。自動ドライブトレインは、ねじり振動減衰ユニット１５を備える。ねじり振動減衰ユニット１５は、回転数適応型ダンパ６を含む。この場合、関連する質量、剛性、及び始動要素は、以下のように配置されている。図１の表現は、変速機を含む部分までのみである。残りのドライブトレインは、隠れている。コンバータロックアップクラッチ７２は、ねじり振動減衰ユニット１５の入力領域２５に配置されている。
【００２０】
回転数適応型ダンパ６は、第１スプリングセット１０と第２スプリングセット２０との間の中間マス３に配置されている。このトポロジーは、ねじり振動デカップリングに関して、以下の欠点を有する。
【００２１】
コンバータロックアップクラッチ７２が。クラッチスリップで作動されると、これによって、トルク伝達アセンブリ１へと導かれるトルク変動が低減する。コンバータロックアップクラッチ７２の出力側の部品の回転数、ひいてはダンパ６の回転数も、例えば駆動機関アセンブリ５０のエンジン回転数よりも、調整されたスリップ回転数だけ低いため、ダンパ６がエンジン次数に対してもはや適合しない。そのためダンパ６は、スリップが増加するにつれて、益々作動が悪化する。第２スプリングセット２０の課題は、ダンパ６の比較的高い慣性質量と、同様に比較的重い変速機３３との間で、ばね剛性を提供することである。ダンパ６が直に変速機入力軸１００上に接続されれば、通常通りに慣性モメント及び軸剛性が存在すると、結果的にいわゆる振動の節が形成される。これは、以下を意味する。つまり、所定の、ギヤに依存する回転数においても、振動システムにおけるダンパは励起を受けない。従って、反応モメントは発生しない。その結果、ダンパが回転ムラのデカップリングに寄与できない。これは、次いで、対応する回転数において、残存する回転ムラが著しく高まることによって表される。図３においても、高回転数領域の破線と比較されたい。これは、既存のトポロジーによって回避される。しかしながら、中間マス３及びダンパ６の比較的高い慣性質量モメントによって、スプリングセット１０及び２０の剛性との相互作用で、回転ムラのデカップリングに対して不都合な、中間マス‐共振が形成される可能性がある。
【００２２】
図２は、図１にも示した部品のより有利なトポロジーを示す。これは、第２スプリングセット２０が、ダンパ６に対して一次側に配置されていることを特徴とする。これによって、以下の利点が発生する。一つには、直列接続された両方のスプリングセット１０及び２０の合計剛性が低減されることによって、ダンパ６の前で、事前デカップリングが改良される。そのため、ダンパ６を小型化可能であり、システムは既に低回転数においても超臨界的に作動する。これは、図３における破線及び点線で良好に見ることができる。さらに、中間マス３は、ダンパ６と接続せずに著しく小型になる。そのため、作動領域において邪魔になる中間マスの共振が発生しない。さらに、コンバータロックアップクラッチ７２はトルク伝達アセンブリ１の出力側で、ダンパ６と変速機３３との間に配置されている。クラッチスリップがダンパ６の次数適合に悪影響を及ぼさないため、これは有利である。また、コンバータロックアップクラッチ７２のクラッチスリップによって、図３に点線で示すように、上述の振動の節の形成が低減又は防止される。
【００２３】
図２に示すアセンブリは、良好に比較可能であることを理由として、原則的に、サブアセンブリに関して、特にスプリングセットに関して、図１と同一の概略図及び個数を使用する。
【００２４】
しかしながら、これは単に例示的である、と理解されたい。機能的には、例えばトーションダンパ１０、２０である他の実施形態も可能であり、特に１列型又は２列型のフライホイールも可能である。ダンパ６も、異なる種類で設計することができる。Sarrazin、Salomonの原理による回転数適応型ダンパの構成、又はDFTvarが特に有利である。
【００２５】
図３は、先行技術によるトルク伝達システムの回転数に対する変更されたモメント、スリップの無しの変更例、及びスリップモード２を有する変更例を示す。
【００２６】
図４は、更なるトポロジー配置を示す。既に図１及び２で記載しているが、更なるトポロジー配置は、ここでは１列型のスプリングセットを備えるデュアルマスフライホイールとして、１つのみのスプリングセット１０を備える。
【００２７】
図５は、ドライブトレインにおいてねじり振動を低減する有利なトポロジーを示す。回転ムラの事前デカップリングとは、このトポロジーの意義において、スリップ可能クラッチ３０の前で回転ムラを低減するシステムを指す。このシステムは、上記の具体例におけるように、トーションスプリング、マス、及びダンパからなるアセンブリによって構成することができる。しかしながら、例えば、２つの平行するトルク伝達経路及び１つのクラッチアセンブリによる回転ムラのデカップリング、ガススプリング型トーションダンパ、又は遠心力によるアセンブリのような、他の原理もまた可能である。
【００２８】
必要なスリップ可能クラッチ３０は、同時に始動クラッチでもあり得る。しかしながらこれは、絶対的に必要というわけではない。さもなければ、始動クラッチはドライブトレインの他の随意の位置に配置されてよい。しかしながら、同様に、スリップ可能クラッチは、変速機の１つ以上のクラッチであってもよい。これらクラッチは、ギヤ、変速機シフト時の課題、及び／又は回転ムラのデカップリングに応じて、スリップによって解放される。変速機の種類は、例えば自動変速機（AT）、デュアルクラッチ変速機（DCT）、自動シフト型変速機（ASG）、無段変速機、又は手動変速機（MT）として、任意である。またドライブトレインの実施形態は、前輪駆動、後輪駆動、又は全輪駆動として、任意である。特にMT変速機及びDCT変速機では、上記のトポロジーは既に標準である。しかしながら、AT変速機との組合せはまだ標準的ではない。それにもかかわらず、特にMT変速機において、しかしながら乾式DCT変速機においても、それらで使用される始動クラッチは、スリップによって回転ムラをデカップリングする機能を長期間果たすには適していない。この点で、提案する構造は、これらのドライブトレインにとって新規なものである。
【００２９】
図６は、改良された方法であるクラッチスリップモード２による、スリップ可能クラッチ３０の原則的なシフト図を、簡略化して示す。
【００３０】
既述のトポロジーによって、スプリングセット１０、２０の剛性値が同一である際に、既に低回転数において、デカップリングを著しく改良することができる。またクラッチスリップモード１は、デカップリングを更に改良するため、又は振動の節を回避するために、既に有効に作用している。しかしながら、クラッチスリップは、一般に摩擦損失に至る。摩擦損失は、エンジントルクが高く、スリップ回転数が高い場合に、許容できない値をとる可能性がある。この場合、燃料消費が増加し、従って二酸化炭素の排出量、並びに放熱されねばならない発生する摩擦熱が、限界的に作用する。
【００３１】
本発明の目的は、低スリップ回転数において、スリップのデカップリング効果を増大させることである。
【００３２】
これは、クラッチによって伝達可能なモメントをアクティブに変調させることで達成される。従って、この方法は、「アクティブスリップモード２」と称される。
【００３３】
この場合F0は、スリップ装置３０の入力側３１とスリップ装置３０の出力側３２との間で、所定の平均回転数差を達成するために、スリップコントローラによって調整される力である。定常動作点において、F0は一定と見なされてよい。
【００３４】
その際、スリップクラッチ３０の伝達可能モメントは、以下の数式によって計算される。
【数１】
2019522156.tif 000003
その際、r＝平均摩擦半径。μ＝クラッチライニングの摩擦値。摩擦値はスリップ回転数n_Schlupfに依存する。Schlupf＝スリップ。
【００３５】
Fa（α,）は、追加の力である。追加の力の振幅は、基準角度α及び位相シフトβに依存して推移する。
【００３６】
依存性は、例えば正弦関数を介して与えることができる。基準角度として、例えばクランクシャフト‐位置が問題となる。これは、４気筒４ストロークエンジンにおける主エンジン次数に対して適合させるために、以下を意味するであろう。
【数２】
2019522156.tif 000004
【００３７】
伝達可能モメントは、以下のように計算される。
【数３】
2019522156.tif 000005
【００３８】
図７において、クラッチモメントの変調が、エンジン‐主次数のねじり振動デカップリングに対してどのような効果を及ぼすか、見ることができる。スリップモード１と比較すると、スリップモード２によって、同一の平均スリップ回転数及び対応する同一の摩擦損失において、回転ムラが再度著しく低減されている。
【００３９】
図８、９、及び１０は、アクティブスリップモード２の機能の導出を明確にする。実際のドライブトレインでの非線形の関係性及び非調和の励起に起因して、伝達可能なクラッチモメントの変調の、回転ムラのデカップリングに対する効果は、極めて単純化された条件のもとでのみ明確に導出できる。
【００４０】
この目的のために、ここでは第１エンジン次数である主次数において、純粋な正弦波形の回転ムラを、クラッチの入力側で仮定する。一定のクラッチ力F0によって、この例では、５rpmの平均スリップが調整される。平均スリップは、平均値を中心として４rpmの振幅で振動する。図８を参照されたい。
【００４１】
スリップクラッチの摩擦値のスリップに対する推移は、この領域において線形化され、図９において実線で示す。
【００４２】
従って、図１０に見られるように、摩擦値に対しても、経時的な正弦曲線が生じる。この場合、平均摩擦値はμ_0＝0.105である。また振幅はμ_a＝0.012である。
【００４３】
主次数における変調の場合には、伝達可能モメントについて下記が適用される。
【数４】
2019522156.tif 000006
この場合角度αは、以下のように計算される。
【数５】
2019522156.tif 000007
その際、n＝回転数、t＝時間である。
【００４４】
最適な位相シフトは以下の数式である。
【数６】
2019522156.tif 000008
その際、以下の結果となる。
【数７】
2019522156.tif 000009
【００４５】
伝達可能モメント
2019522156.tif 000010
の積算によって、以下が成り立つ。
【数８】
2019522156.tif 000011
その際、以下である場合に、
【数９】
2019522156.tif 000012
以下の結果となる。
【数１０】
2019522156.tif 000013
【００４６】
この項の角括弧内の被加数は、異なる次数に割り当てることができる。
第ゼロ次数：
2019522156.tif 000014
平均モメント
同一の平均伝達可能モメントを得るためには、異なる減数(F_aμ_a)/2に対して異なる力F_0が必要である（スリップコントローラによって再調整される）。
第１次数：
2019522156.tif 000015
この例での主次数
単純化された仮定のもとで、F_a＝(F_0 μ_a)/μ_0を選択すると、完全消失。ここに本発明の効果が確立されている。
第２次数：
2019522156.tif 000016
変調によって、２倍の変調周波数を有する新たな次数が発生する。
しかしながら、この次数の振幅は、比較的低い。さらに、より高い次数は低い次数よりも、ドライブトレインによって良好に減衰される。そのため、主次数を低減することのプラス効果は重大である。
【００４７】
こうして導出されたのは、極めて単純化されたモデルである。実際には逸脱する条件があるため、この方法では、主エンジン次数の実用的な完全消失は不可能である。しかしながら、図７に見られるように著しい低減が達成される。
【００４８】
この場合、アクティブな変調、つまりクラッチスリップモード２によるクラッチスリップの機能は、以下のパラメータによって決定される。
【００４９】
第一に振動形状である。伝達可能なクラッチモメントの、経時的に最適な曲線は、クラッチ入力における主次数の回転ムラの曲線に依存する。前出の例では、仮定される励起が純粋に正弦波形であった。変調されたクラッチ力の最適曲線も同様であった。現実のドライブトレインでは、交番トルクの、既に事前デカップリングされた主次数は、クラッチ入力に際して、少なくとも略正弦波形の曲線を有する。そのため、ここでも、図１１に見るような良好な結果を達成するために、クラッチモメントの変調を正弦関数によって説明できる。しかしながら、図１２に見るような、例えば台形形状の曲線のような、他の調和関数並びに非調和関数に基づくこともできる。同様に波形は、複数のエンジン次数を低減させるために、最適化され得る。簡単な場合、これは、２つの正弦波振動を重畳することで変調を描くことによって可能である。一方の正弦波振動は、例えば点火周波数を有し、他方の正弦波振動は２倍の点火周波数を有する。
【００５０】
しかしながら、クラッチの作動力を、スリップコントローラを介して予め与えられる定常動作点での一定の力F0と、伝達可能モメントを変調する動的な力Faと、に分配することは、主に、本発明の作動原理を説明するための思考モデルとする。実際に２つの力が、例えば２つのアクチュエータの意味で、重畳されているかどうか、個々のアクチュエータがクラッチに与える力が、対応して変化されているか、又は混合形態が使用されるかどうか、等は、建設的な実施の問題である。
【００５１】
方法にとって重要なのは、クラッチの伝達可能モメントが、適切な形状で適切なパラメータによって、動的に変化される、ということのみである。主エンジン次数に対して適合させるためには、変調周波数が、内燃機関の点火周波数に対応しなければならない。従って、変調周波数は、エンジン回転数に応じて増加する。３気筒４ストロークエンジンのためには、例えば1000乃至2000rpmの回転数領域に対して、25乃至50ヘルツの変調周波数が必要である。気筒休止を伴うエンジンの場合、スリップ作動の調整が、フル作動と休止作動の次数との間での切り替えが可能であれば、特に有利である。同様に、より高い次数に対する設計、又は複数の次数に対して組み合わされた設計も可能である。
【００５２】
関数の理論的な導出において既述したように、変調の最適位相角は、スリップ装置の入力回転数の振動に対して180度である。
【００５３】
180度プラスマイナス45度の領域にある位相シフトが、特に有利である。
【００５４】
位相シフトが小さ過ぎると、回転ムラが大きくなる。回転ムラは、位相が等しい時に最大になる。
【００５５】
図１４は、３つの異なる場合について、図４の自動車のドライブトレインにおける異なる値を示す。
第１列：スリップモード１
第２列：スリップモード２‐位相角は有利な領域内
第３列：スリップモード２‐位相角は不利な領域内
【００５６】
最も上の行には、スリップクラッチ３０の入力領域３１における各回転数を示す。内燃機関の回転ムラに起因して、回転数は、例えばフライホイール及び回転数適応型ダンパ６による事前デカップリングにもかかわらず、ここでは~1205rmpの平均回転数だけ、変動する。装置については、図５及び６を参照されたい。明確にするために、生信号に加えて、エンジン‐点火次数における回転数の振動も示されている。これは、高速フーリエ変換を用いて、振動全体の時間推移から決定することができる。
【００５７】
第２行には、スリップクラッチ３０の入力側３１と出力側３２との間のスリップ回転数ns、及びアクティブなモメントMaが示されている。アクティブなモメントMaは、上述のアクティブな力成分Faに正比例し、以下の数式で計算される。
【数１１】
2019522156.tif 000017
【００５８】
アクティブスリップモード１では、第１列において、力Faがゼロに等しく、従ってモメントMaもゼロに等しい。従って、スリップの調整される推移は、平均スリップ（ここでは5 1/min）を得るためにスリップコントローラによって調整された作動力F0と、つまりはクラッチにおける回転数変動又はトルク変動である励起の推移と、クラッチの摩擦係数のスリップ回転数に対する推移と、の結果である。
【００５９】
アクティブスリップモード２では、第２列及び第３列において、力成分Fa又は所定の振幅及び内燃機関の点火周波数を有するアクティブなモメントMaの、正弦曲線が規定されている。
【００６０】
第２列において、アクティブなモメントMaの推移の位相角は、クラッチ前の回転数の推移に対して、グラフの点火次数において約180度である。換言すると、回転数変動が点火次数において最小値を有する時間領域においてアクティブなモメントMaは最大値を有し、また逆にもなる。これは、アクティブスリップモード２の最適な適合を表す。
【００６１】
第３列において、不利な場合がしめされる。この場合アクティブなモメントが、クラッチの入力領域における回転数に対して、位相をほぼ等しくして推移する。
【００６２】
第３行のグラフは、クラッチによって伝達されたトルクを、今度は元の生信号として、及びエンジン‐点火次数におけるその成分として、示す。位相角が最適化されたアクティブスリップモード２によって、２列を参照すると、エンジン‐主次数におけるモメントのムラがほぼ完全に平滑化されていることが分かる。不利な位相角によって、列３を参照すると、モメントのムラの振幅が、アクティブスリップモード１に対して、列１を参照すると、更に高まってさえいる。
【００６３】
ポジティブな効果を達成するためには、変調の位相角がスリップ装置の入力における回転数に対して、厳密に180度である必要はない。しかしながら、アクティブスリップモード１に対して改良を達成するためには、位相シフトが、180度プラスマイナス45度の領域にあることが有利である。
【００６４】
図１４の中央列、上部行で示したように、図１５はスリップ装置３０の入力領域３１における回転数の推移を、静的な動作点に対して示す。
【００６５】
入力回転数（ne）は、ここでは1205 1/minである平均値（nem）を有する。平均値（nem）の周囲で、交番成分（new）が振動する。交番成分（new）は、neの推移と一致するためにここでは特に示さない。交番成分の推移は、実質的に内燃機関５０の特性、特に気筒の個数、及び事前デカップリングに依存する。交番成分は、高速フーリエ変換（FFT）を用いて、ほぼ正弦波振動（newp_i）の重畳として描くことができる。交番成分のそうした周期的部分振動の最低周波数は、エンジンの点火周波数である。更なる調和振動の周波数は、点火次数に対して整数比の関係にある。実際のドライブトレインでは、点火周波数に対して整数でない関係性を有する振動成分も発生する可能性がある。しかしながら、ここではそれらを無視する。図１５において、例示的に、エンジン‐主次数における周期的交番成分（newp_1）及び２倍のエンジン‐主次数における周期的交番成分（newp_2）が示されている。交番成分の振幅は、最小値（newp_i_Min）と最大値（newp_i_Max）との間で変動する。そうした交番成分の推移は、対応するエンジン次数における回転ムラの低減を達成するためのスリップ装置のアクティベーションの、変調の位相シフトβに対する基準値である。
【００６６】
アクティブなモメントMaの最適振幅が存在する。最適振幅は、主に、平均エンジントルク第ゼロ次数、及び平均スリップ回転数に依存する。異なる負荷条件において、最適振幅と平均モメントとの間に略線形の関係性が存在する。
【００６７】
スリップ装置によって伝達可能モメントの変調の振幅が、平均エンジントルクの５％と１５％との間にあることが、特に適している。
【００６８】
特に自動車のドライブトレインで通常使用されるような湿式摩擦クラッチにおいて、効果的に作用する摩擦値は、クラッチの入力と出力との間の瞬間的な回転数差に依存する。通常、推移は、スリップ回転数に対して鈍い勾配が生じるよう、油中の添加剤、ライニングの材料及び形状によって大幅に調整される。通常の摩擦値の推移は、図１６に示されている。
【００６９】
本明細書で提案されたスリップクラッチに対しては、摩擦値が、0.05と0.15の範囲にあり、可及的に高いスリップ回転数にまで急上昇することが、特に有利である。特に有利には、摩擦値の上昇が、30rpmまでのスリップ範囲において、0.001/rpmと0.005/rpmとの間の回転数に亘る。平均スリップ回転数は、スリップコントローラによって調整される。スリップは、一般に、熱エネルギーの形態で放散されなければならない摩擦損失を引き起こす。そのため、可及的に低い平均スリップ回転数を求めるべきである。平均スリップ回転数は、アクティブに変調されたスリップに対して、有利には30rpm以下、特に有利には10rpm以下である。
【００７０】
アクティブスリップモード２は、既知のスリップモード１と比較して、特に、低回転数範囲から平均回転数範囲までで、著しく良好なデカップリングをもたらす。これには、スリップクラッチの調整及び作動の際の労力がより僅かである、という利点がある。特に高回転数の場合に、ドライブトレインの振動挙動に依存して、ある作動条件において、回転ムラのデカップリングのためにスリップが不要な可能性がある。
【００７１】
従って、需要志向の作動ストラテジーを実施することに意義がある。これは、以下のスキームに適応させることができる。
【表１】
2019522156.tif 000018
【００７２】
この場合、ギヤに依存して発生する振動の節、始動又は共振などの特別な作動条件も、同様に考慮しなければならない。
【符号の説明】
【００７３】
１  トルク伝達アセンブリ
２  一次マス
３  中間マス
４  二次マス
６  ダンパユニット／回転数適応型ダンパユニット／可変型回転数ウィンドウダンパユニット／ダンパ
７  変速機入力軸
１０  第１スプリングセット／トーションダンパ／デュアルマスフライホイール
１５  ねじり振動減衰ユニット
２０  第２スプリングセット／トーションダンパ／デュアルマスフライホイール
２５  入力領域
３０  スリップ装置／スリップクラッチ／スリップ可能クラッチ
３１  スリップ装置入力部
３２  スリップ装置出力部
３３  変速機ユニット
３５  出力領域
４０  外部アクティベーション
４５  外部アクティベーション
７２  コンバータロックアップクラッチ
１００  変速機入力軸
M  トルク経路
Mm  平均トルク
Mw  重畳された交番トルク
ne  入力回転数
na  出力回転数
nm  平均回転数
ns  回転数スリップ
newp  重畳された交番成分
newp_i  周期的振動
newp_i_Min  周期的振動の最小値
newp_i_Max  周期的振動の最大値
A  回転軸
B  回転軸
【図１】
2019522156.tif 000019
【図２】
2019522156.tif 000020
【図３】
2019522156.tif 000021
【図４】
2019522156.tif 000022
【図５】
2019522156.tif 000023
【図６】
2019522156.tif 000024
【図７】
2019522156.tif 000025
【図８】
2019522156.tif 000026
【図９】
2019522156.tif 000027
【図１０】
2019522156.tif 000028
【図１１】
2019522156.tif 000029
【図１２】
2019522156.tif 000030
【図１３】
2019522156.tif 000031
【図１４】
2019522156.tif 000032
【図１５】
2019522156.tif 000033
【図１６】
2019522156.tif 000034
【国際調査報告】
2019522156.tif 000035
2019522156.tif 000036
2019522156.tif 000037
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