(57)【要約】駆動装置、変速機及び出力部を有する車両のドライブトレインの制御及び調整のための方法を説明する。変速機は歯車対に対応する、新旧変速段の断続のための制御可能なフリーホイーリング装置と出力側に配置されたクラッチを有する。アップシフトを実行するためのシフト命令が現われると、クラッチに働く駆動装置の実際駆動トルクが出力部に伝達され、その際クラッチが少なくとも近似的にスリップなしの状態を有するように、クラッチの動力伝達率が調整される。アップシフトとともに制御可能なフリーホイーリング装置とこれに対応する新変速段の歯車対との間に伝動結合が成立し、旧変速段の伝動結合が少なくとも近似的に同時に解除される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置（２）、変速機（３）及び出力部（４）を有する車両のドライブトレイン（１）の制御及び調整のための方法において、
変速機（３）が歯車対（６Ａ〜６Ｃ）に対応する、新旧の変速段の断続のための制御可能なフリーホイーリング装置（７Ａ〜７Ｃ）及び出力側に配置されたクラッチ（５）を有し、アップシフトの実行のためのシフト命令が現われると、クラッチ（５）に伝達される駆動装置（２）の実際駆動トルクが出力部（４）に伝達され、その際クラッチ（５）が少なくとも近似的にスリップなしの状態を有するようにクラッチ（５）の動力伝達率が調整され、アップシフトとともに制御可能なフリーホイーリング装置とこれに対応する新変速段の歯車対との間に伝動結合が急激に成立され、旧変速段の伝動結合が少なくとも近似的に同時に解除される方法。
【請求項２】
シフト命令が現われると、新たに挿入される変速段に相当する出力トルク（Ｍ−ａｂ）が出力部（４）に生じるように、新しい変速段の接続の前に駆動装置（２）の駆動トルクが減少されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
負荷されるトラクショントルクが旧変速段の歯車対によって伝達され、スラストトルクが負荷されると旧変速段の伝動結合が解除されるように、フリーホイーリング装置とこれに対応する旧変速段の歯車対との伝動結合が制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
新しい変速段の接続とともにクラッチ（５）がスリップ状態に移行するように、全シフト操作時にクラッチ（５）の動力伝達率が制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
シフトの後にクラッチ（５）の動力伝達率を高め、クラッチ（５）の回転数差を同期回転数の方向に導くことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
クラッチ（５）の回転数差のしきい値から駆動装置（２９）の駆動トルクが引き上げられることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
クラッチ（５）に同期回転数が現われると、クラッチ（５）の動力伝達率が最大値に調整されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
クラッチ（５）に同期回転数が現われると、クラッチ（５）の動力伝達率がスリップ制御により調整されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は駆動装置、変速機及び出力部を有する車両のドライブトレインの制御及び調整のための方法に関する。
【０００２】
駆動力源、複数個の連結可能な歯車セットを備えた変速機、流体式主クラッチ及び個々の歯車セットの作動のための流体式シフト手段を有する自動駆動装置の制御方法がドイツ国特許公報ＤＥ１９７３５７５９Ａ１に記載されている。さらに主クラッチとシフト手段の制御のために電子制御装置が設けられ、駆動力を遮断せずにシフト手段の切換えができるように、主クラッチはスリップ状態に保たれる。前進段のシフトのために変速機入力軸と変速機出力軸にそれぞれクラッチ要素又はシフト手段としてスライドキー装置が設けられ、変速段又は前進段の切換えのために各々１個の油圧式調整要素によって操作される。その場合変速機入力軸又は変速機出力軸上のそれぞれ２個の遊び歯車を変速機入力軸又は変速機出力軸上のそれぞれ２個の固定歯車と連結することができる。
【０００３】
変速機入力軸は中心穴を有し、確実クラッチ部材としてスライドキーを担持するタペットが中心穴に移動可能に通されている。その場合スライドキーは入力軸の半径方向スロットを貫いて突出し、歯車の縦溝と共同で動作する。半径方向スロットの長さは、スライドキーが第１の歯車と変速機入力軸を確実に連結する第１の位置から、スライドキーが変速機入力軸と歯車の間に確実結合を生じない中間の空転位置及び新しい変速段の別の歯車と変速機入力軸が確実に連結された第３の位置へと、スライドキーがタペットによって軸方向に移動することを可能にする。
【０００４】
一方の歯車から他方の歯車へのスライドキーの低摩耗の切換え操作を得るために、切換えの瞬時にアクセルペダルの踏み込みに関係なく内燃機関のスロットルの開口断面が短時間縮小され、ミリ秒ないし１０分の１秒領域で内燃機関の駆動トルクを減少する。
【０００５】
ところが自動駆動装置のこの公知の制御方法は、アップシフトの際に負荷のもとでスライドキー又はシフト要素を歯車との係合から引き出さなければならないため、高いシフト力が必要であるという欠点がある。このシフト力を減少するために、内燃機関の駆動トルクを切換えの瞬時に減少することが提案される。しかしこの処置によって自動車のドライブトレインが長時間にわたって完全に解放され、その結果望ましくない駆動力損失が生じる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、アップシフトを迅速に、かつ駆動力を遮断せずに高いシフト快適性とともに実行することができるドライブトレインの制御及び調整のための方法を提供することである。
【０００７】
本発明によればこの課題は請求項１の特徴に基づく車両のドライブトレインの制御及び調整方法によって解決される。
【０００８】
変速機の歯車対に対応する制御可能なフリーホイーリング装置により新旧の変速段を断続して行う車両のドライブトレインの本発明に基づく制御及び調整方法は、ドライブトレインの解放を廃止することができ、それによってアップシフト時の駆動力の遮断を回避することを可能にする利点がある。
【０００９】
この利点は、新しい変速段又は制御可能なフリーホイーリング装置と新しい変速段の歯車対との伝動結合が急激に接続され、その際現在挿入されている旧変速段又は旧変速段に配属された制御可能なフリーホイーリング装置と旧変速段を構成する歯車対との伝動結合が少なくとも近似的に同時に解除されることによって生じる。この処置に基づき好都合なことにドライブトレインの動力伝達が本来のシフト操作時に中断せず、駆動力の遮断が簡単に回避される。
【００１０】
またアップシフトの実行のためのシフト命令が現われるとクラッチに働く駆動装置の実際駆動トルクが出力部に伝達され、その際クラッチが少なくとも近似的にスリップなしの状態を有するようにクラッチの動力伝達率が調整されるから、シフト操作時に起こるドライブトレインの振動及びトルクの過度の増加が出力側に配置されたクラッチから出力部に伝達されない利点がある。
【００１１】
クラッチの動力伝達率のこうした調整の結果、新しい変速段の急激な接続によって生じた加速トルクが出力側に配置されたクラッチの切断と、クラッチ入力回転数の増加をもたらし、出力部では今やスリップするクラッチによってトルクの急変が制限される。この処置によって、制御可能なフリーホイーリング装置とこれに対応する新しい変速段の歯車対との間の伝動結合の接続又は連結の際に出力部のトルク挙動の顕著な改善が得られる。
【００１２】
本発明に基づく方法の上記の利点は全体としてシフトの快適性の大幅な向上をもたらすとともに、クラッチの出力側でドライブトレインに配置された部品の負担を軽減する。
【００１３】
発明のその他の利点と改良は特許請求の範囲及び図面に基づき以下で原理に関して説明する実施例で明らかである。
【００１４】
アップシフトのシフト操作時の出力トルクＭ−ａｂの図１及び図２に示す経過に基づき、車両のドライブトレインの本発明に基づく制御及び調整方法の作用機構並びにクラッチの変速機出力側の配置の特殊な効果を明らかにする。なお図２は図１と異なり本発明方法を適用したときの経過を再現する。
【００１５】
アップシフトの際に旧変速段から新変速段にシフト操作する場合、本発明方法を適用せずに構成される車両又は自動車のドライブトレイン出力部のトルクＭ−ａｂの経過が図１に示されている。その場合図示した出力トルクＭ−ａｂの経過はドライブトレインの駆動装置の駆動トルクを減少せずに行われたもので、ドライブトレインのクラッチは変速機入力側に配置されている。
【００１６】
出力トルクＭ−ａｂ又はその経過が時間ｔとの関係で作図されており、ドライブトレインの変速機で旧変速段の実際変速比が設定された第１の領域Ｔ１では少なくとも近似的に一定の値を有する。出力トルクＭ−ａｂが急速に上昇する点Ｔ２で新変速段の変速比が急激に設定され、その結果出力部の加速と出力トルクＭ−ａｂの上昇が起こる。新しい変速段の接続によってドライブトレインに発生した振動が時間ｔの増加とともに減衰され、やがて新変速段の変速比に相当する新変速段の出力トルクＭ−ａｂの値が生じる。
【００１７】
シフト操作時の出力トルクＭ−ａｂの図２に示す経過は、図３に概略図で示したドライブトレイン１で本発明の方法を適用したときに生じるものである。ドライブトレイン１の変速機３は、歯車対６Ａないし６Ｅに対応する新旧変速段の断続のためのフリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃ及び出力側に配置されたクラッチ５を有する。フリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃはそれぞれシフトスリーブ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ並びに歯車対６Ａないし６Ｅのそれぞれ２個の遊び歯車１４、１５、１６とシフトスリーブ９Ａ、９Ｂ、９Ｃとの間に配置されたクラッチディスク１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂで構成されている。
【００１８】
変速機３の軸方向に移動自在に案内されるシフトスリーブ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの軸方向位置に応じて、ドライブトレイン１のフリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃによりトラクショントルク及び／又はトラクション及びスラストトルクを駆動装置２から変速機３又は変速機入力軸１９及び変速機出力軸１７を経て出力部４に導くことが可能である。
【００１９】
図２の経過を考察すれば、アップシフトの実行のためのシフト信号が現われると、線ｌ−ｋで表すクラッチ５の動力伝達率がまずクラッチ操作過程ｌ−ｋの第１段階Ｔ３で、クラッチ５に働く駆動装置２の実際駆動トルクがクラッチ５の僅かなスリップ又はスリップなし状態で出力部にそのまま伝達されるように調整されることが明らかである。
【００２０】
それに続いてシフト準備段階では駆動装置２の駆動トルク又はエンジントルクが、線ｌ−ｍｅで経過を示したエンジン作動の第１段階Ｔ４でゼロ又は最大スラストトルクまで坂路状に減少される。駆動トルクが低減されるこの期間の間に、ドライブトレイン１に現われるトルクはドライブトレイン１の弾性及び回転質量効果に基づき必ず遅れて低下する。同じ期間にクラッチ５の動力伝達率はクラッチ操作過程の第２の領域Ｔ５に従って、シフト後の新しい変速段の必要な保持トルクに相当する値に減少され、クラッチ５が伝達する新しいトルクは旧トルクに新変速段の変速比と旧変速段の変速比の比を乗じたものに等しい。
【００２１】
新しい変速段の接続の前にフリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃの当該のフリーホイーリング装置とこれに対応する旧変速段の歯車対との伝動結合は、負荷されるトラクショントルクが旧変速段の歯車対によって伝達され、スラストトルクが働けば旧変速段の伝動結合が解除されるように制御される。
【００２２】
図２の出力トルクＭ−ａｂの経過の最小Ｔ６に到達する前に、新しい変速段の急激な接続が行われる。それとともにフリーホイーリング装置とこれに対応する新しい変速段の歯車対との伝動結合が成立する。新しい変速段の接続によってクラッチ入力回転数が増加し、出力トルクＭ−ａｂが再び上昇し始め、クラッチ５に働く加速トルクによってクラッチ５がスリップ状態に転じ、クラッチ入力側に働くトルクの一部だけがクラッチ５を経て出力部４へ送られる。クラッチ５のスリップ状態に基づき、クラッチ５はシフト操作時に発生するドライブトレイン１の振動を大幅に減衰し又はまったく導通しないから、この振動は出力部４に伝達されない。このことは変速機入力側に配置されたクラッチに比して大変大きな利点である。
【００２３】
出力トルクＭ−ａｂの上昇の後に出力トルクＭ−ａｂの経過の第２の領域Ｔ７に従って、出力トルクＭ−ａｂは新しい変速段の変速比に相当する駆動トルクＭ−ａｂの値へと移行する。その場合とりわけオットー機関又はジーゼル機関として構成された駆動装置２の回転数は、エンジン作動の制動効果及びクラッチ５で作用するスリップトルクに基づき減少する。
【００２４】
このために変速機３のフリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃは設計上、負荷されるトラクショントルク及びスラストトルクを制御に応じて伝達することができるように構成されており、旧変速段に配属されたフリーホイーリング装置はシフト、特にアップシフトの際に負荷されるトラクショントルクだけを伝達し、トラクショントルクからスラストトルクへのトルクの反転とともにフリーホイーリング装置と対応する歯車対との伝動結合が急速かつ自発的に解除されるように制御される。新しい変速段の接続によってアップシフトするときに、このようなトルクの反転が起こり、新しい変速段への急激な接続とともに旧変速段の伝動結合が同時に又は新変速段の接続後直ちに解除される。
【００２５】
フリーホイーリング装置に対応する歯車対又は歯車対に配置され、変速段の電動結合を成立させる部品が阻止装置又は阻止面を有し、スラストトルクが働くとこの阻止装置又は阻止面がフリーホイーリング装置と歯車対との係合を急激に解除するように構成することが好ましい。
【００２６】
フリーホイーリング装置７Ａないし７Ｃ及びこれに対応する歯車対６Ａないし６Ｅ又はこれらの部品の間に成立する伝動結合をこのように構成することによって、旧変速段の変速比から新変速段の変速比への自発的な又は急激な変更をドライブトレイン１の全負荷のもとで極めて迅速に行うことができる。
【００２７】
新しい変速段の接続の後にクラッチ５の動力伝達率は図２に示すクラッチ操作過程ｌ−ｋの領域Ｔ８に従って増加するから、クラッチ５の回転数差が同期回転数の方向に導かれる。クラッチ５の回転数差のしきい値から駆動装置２の駆動トルクはエンジン作動過程ｌ−ｍｅの図示した第２の部分Ｔ９に従って再びシフト前の値に坂路状に引き上げられる。
【００２８】
クラッチ５が若干のスリップ段階の後に同期回転数に到達したならば、その動力伝達率は最大値となる。
【００２９】
これの代案として、スリップするクラッチ５によってドライブトレイン１の振動及び共振を濾別し、運転の快適性を高めるために、クラッチ５に同期回転数が現われるとクラッチの動力伝達率がスリップ制御により調整されるように構成することができる。
【００３０】
クラッチ５の動力伝達率は機械式又は油圧式装置で調整することができ、装置の制御はドライブトレイン１と信号技術的に結合された詳しく図示しない電子制御装置によって行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
エンジン作動なしでシフト操作する時の出力トルクの経過の概略図である。
【図２】
シフト操作時の出力トルクの経過並びにこれに対応するクラッチ操作及びエンジン作動の経過の概略図である。
【図３】
ドライブトレインに配置され、動力遮断用のシフト要素を出力側に配置した変速機の歯車図を含むドライブトレインの概略図である。
【符号の説明】
１  ドライブトレイン
２  駆動装置
３  変速機
４  出力部
５  クラッチ
６Ａ〜６Ｅ  歯車対
７Ａ〜７Ｃ  フリーホイーリング装置
９Ａ〜９Ｃ  シフトスリーブ
１０Ａ、１０Ｂ  クラッチディスク
１１Ａ、１１Ｂ  クラッチディスク
１２Ａ、１２Ｂ  クラッチディスク
１４、１５、１６  遊び歯車
１７  変速機出力軸
１９  変速機入力軸
ｌ−ｋ  クラッチ操作の経過
ｌ−ｍｅ  エンジン作動の経過
Ｍ−ａｂ  出力トルク
ｔ  時間
Ｔ１  出力トルクの経過の第１の領域
Ｔ２  出力トルクの経過の点
Ｔ３  クラッチ操作の経過の第１の領域
Ｔ４  エンジン作動の経過の第１の部分
Ｔ５  クラッチ操作の経過の第２の領域
Ｔ６  出力トルクの経過の最小
Ｔ７  出力トルクの経過の第２の領域
Ｔ８  クラッチ操作の経過の第３の領域
Ｔ９  エンジン作動の経過の第２の部分
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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