(57)【要約】本発明は、自動化されたクラッチ噛合ないし自動化されたクラッチ解除が可能なクラッチと、変速段が自動化されてチェンジ可能な変速機を含んだドライブトレーンを含んだ自動車に関している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成し、完全なクラッチ噛合は、少なくとも近似的な回転数一致のもとでのシンクロ過程の終了後に可能となる形式の自動車において、
少なくとも１つの変速段のシンクロ閾値ポジションが、制御装置に割当てられているメモリにファイルされていることを特徴とする自動車。
【請求項２】
少なくとも１つの変速段のシンクロ閾値ポジションは、適応化可能である、請求項１記載の自動車。
【請求項３】
同期閾値の適応化は以下の時に実施される、すなわち
車両が少なくとも近似的に静止状態にある時、
駆動モータが作動している時
車両ブレーキが操作されている時
同期閾値ポジションの適応化の要求があった時、
に実施される、請求項２記載の自動車。
【請求項４】
変速機が、終端操作要素の選択と操作のための手段を含んだ第２の操作装置によって変速段の操作を行い、シンクロ閾値ポジションの適応化が以下のステップ、すなわち、
第１の操作装置を用いて、トルク伝達装置を接続させるステップと、
第２の操作装置を用いて、適応化すべきシンクロ閾値ポジションの変速段の、最終出力要素が割当てられている位置の少なくとも近傍でポジション投入を操作するステップと、
最終出力機構の操作が確実に実施されるシンクロ閾値のポジションから出発して、最終出力要素をその終端位置方向に移動させるステップと、
シンクロ閾値ポジションを、不十分な同期化によるシンクロ閾値における最終出力要素のクラッチ噛合移動の阻止に基づいて算出するステップとを含んでいる、請求項２または３記載の自動車。
【請求項５】
前記シンクロ閾値ポジションの適応化がさらに以下のステップ、すなわち、
求めるべきシンクロ閾値ポジションの計算処理に、制御装置に割当てられている計算装置を直接利用するステップと、
新たなシンクロ閾値ポジションを、当該新たなシンクロ閾値ポジションと先行するシンクロ閾値ポジションとに基づいて求めるステップを含んでいる、請求項４記載自動車。
【請求項６】
変速段位置の複数のポジションが、制御装置に割当てられているメモリ内にファイルされ、これらのポジションが作動中に適応化され、シンクロ閾値ポジションの確定が少なくとも一時的に、適応化された変速段位置に基づいて行われる、請求項２記載の自動車。
【請求項７】
所定の時間の経過後にそのつど少なくとも一度は、シンクロ閾値ポジションの確定が、適応化された変速段位置に基づいて行われる、請求項６記載の自動車。
【請求項８】
前記所定の時間は、４０時間から２００時間の範囲にあり、特に８０時間から１２０時間の範囲にある、請求項７記載の自動車。
【請求項９】
所定の回数の独立した適応化過程の後でそのつど少なくとも一度は、シンクロ閾値ポジションの確定が、適応化された変速段位置に基づいて行われる、請求項６記載の自動車。
【請求項１０】
前記適応化過程の所定の回数とは、１５回から８０回、特に４０回から６０回の間である、請求項９記載の自動車。
【請求項１１】
駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成している自動車において、
同期噛合力が、ドライバのスポーツ嗜好性、車両負荷、ミッションギヤオイル温度、負荷レバー位置、駆動モータトルクの要求、目標回転数、シンクロメッシュ機構における差分回転数、シンクロメッシュ機構における摩擦特性、変速機引きずりトルクおよび／またはシンクロメッシュ機構の状態に依存して変更可能であることを特徴とする自動車。
【請求項１２】
駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成し、完全なクラッチ噛合は、少なくとも近似的な回転数一致のもとでのシンクロ過程の終了後に可能となる形式の自動車において、
シンクロ閾値の引込もシンクロ過程自体もパワー制御されて実施されるように構成されていることを特徴とする自動車。
【請求項１３】
前記最終出力要素のパワー制御のために、最終出力要素に対抗する反力が推定される、請求項１２記載の自動車。
【請求項１４】
前記反力の推定は、終端操作機構の速度に基づいて当該終端操作機構の運動エネルギ並びに場合によってはそのばね剛性をも考慮して行われる、請求項１３記載の自動車。
【請求項１５】
前記終端操作機構のばね剛性の考慮のもとで、特に当該ばね剛性の応働閾値よりも上方の反力のもとで、それらの特性曲線が推定に直接または間接的に用いられる、請求項１４記載の自動車。
【請求項１６】
前記反力の推定は、エネルギ保存則に基づき、終端操作機構の駆動部の仕事出力に基づいて行われる、請求項１３記載の自動車。
【請求項１７】
請求項１から１６に記載された自動車を作動させるための方法。
【請求項１８】
ロッキング機能付きシンクロナイズトランスミッションを備えた車両用変速機終端操作機構の最終出力要素のシンクロポジション引込開始方法において、
シンクロポジションをオーバーシュートなしで出来るだけ早く引込開始させるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１９】
変速機終端操作機構の最終出力要素の正確な開始速度とシンクロポジションの正確な位置に依存しない引込開始を可能にし、同期噛合力に依存する、減衰定数の適用下で振動方程式に基づいてパワー制御が行われる、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が、シンクロメッシュ機構に含まれているシフトクラッチを用いて行われるか、及び／又は、シンクロメッシュ機構に含まれていないシフトクラッチを用いて行われ、ここにおいて少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合がシンクロメッシュ機構に含まれているシフトクラッチを用いて行われる場合には、前記シンクロメッシュ機構は場合によってはクラッチ噛合を、少なくとも近似的に回転数が一致した場合に初めて可能とし、また少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合がシンクロメッシュ機構に含まれていないシフトクラッチを用いて行われる場合には、接続すべき２つのクラッチ部材の回転数の補正調整が制御装置によって制御されて行われ、クラッチ接続が少なくとも近似的な回転数一致のもとで初めて実施されるように構成されていることを特徴とする自動車。
【請求項２１】
駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素、例えばシフトクラッチを用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成し、完全なクラッチ噛合は、少なくとも近似的な回転数一致のもとでのシンクロ過程の終了後に可能となる形式の自動車において、
シンクロ閾値の引込開始もシンクロ過程自体もパワー制御されて実施されることを特徴とする自動車。
【請求項２２】
前記最終出力要素のパワー制御のために、最終出力要素に対抗する反力が推定される、請求項２０または２１記載の自動車。
【請求項２３】
前記反力の推定は、エネルギ保存則に基づき、終端操作機構の駆動部の仕事出力に基づいて行われる、請求項２０から２２いずれか１項記載の自動車。
【請求項２４】
複数の変速段を形成するギヤセットを有し、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤと、他のシャフトに結合可能でかつ前記変速段ギヤと噛合するフローティングギヤとによって形成されている、自動車用変速機において、
クラッチスリーブと、
駆動手段と、
前記駆動手段とクラッチスリーブを接続させる機構部と、
前記駆動手段を制御する制御装置とが含まれており、
前記該クラッチスリーブは、変速段のフローティングギヤと支持シャフトとの間の接続を形成するのに適したものであり、
前記駆動手段は、クラッチスリーブのクラッチ噛合移動とクラッチ噛合解除移動を生じさせるのに適したものであり、
この場合前記機構部の領域内に弾性体を有しており、該弾性体は、運動エネルギをポテンシャルエネルギの形態で蓄えるのと、ポテンシャルエネルギを運動エネルギの形態で再び出力するのに適したものであることを特徴とする自動車用変速機。
【請求項２５】
複数の変速段を形成するギヤセットを有し、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤと、他のシャフトに結合可能でかつ前記変速段ギヤと噛合するフローティングギヤとによって形成されている、自動車用変速機において、
クラッチスリーブと、
駆動手段と、
前記駆動手段とクラッチスリーブを接続させる機構部と、
前記駆動手段を制御する制御装置とが含まれており、
前記該クラッチスリーブは、変速段のフローティングギヤと支持シャフトとの間の接続を形成するのに適したものであり、
前記駆動手段は、クラッチスリーブのクラッチ噛合移動とクラッチ噛合解除移動を生じさせるのに適したものであり、
この場合前記機構部の領域内に弾性体を有しており、該弾性体は、運動エネルギをポテンシャルエネルギの形態で蓄えるのと、ポテンシャルエネルギを運動エネルギの形態で再び出力するのに適したものであり、
さらに前記制御は、目標クラッチ噛合力の形成がクラッチ噛合速度と前記機構部領域内の弾性体とに基づいて行われるように実施されることを特徴とする自動車用変速機。
【請求項２６】
前記クラッチスリーブとフローティングギヤとの間で作動するシンクロメッシュ機構が含まれており、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合過程の間、完全なクラッチ噛合をシンクロ閾値における形状結合の形成のもとで、少なくとも近似的な回転数一致が達成されるまでロックさせるのに適したものであり、この場合シンクロ閾値におけるクラッチ噛合移動のロッキングによって運動エネルギがポテンシャルエネルギの形態で弾性体に蓄えられ、クラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該弾性体に蓄えられたエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応する、請求項２４または２５記載の変速機
【請求項２７】
シンクロ閾値における引込開始速度が弾性体の特性に依存して次のように選択される、すなわちクラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該の弾性体に蓄えられいているエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応するように選択される、請求項２６記載の変速機。
【請求項２８】
弾性体の特性が、シンクロ閾値における引込開始速度に依存して次のように選択される、すなわちクラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該の弾性体に蓄えられいているエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応するように選択される、請求項２６記載の変速機。
【請求項２９】
弾性体における応働閾値は、シンクロ過程において生じた応力よりも明らかに下方に存在する、請求項２４から２８いずれか１項記載の変速機。
【請求項３０】
前記弾性体は、５０〜４５０Ｎ、２００〜６００Ｎまたは４００〜１０００Ｎ、特に１５０〜３５０Ｎの同期噛合力のもとで応働する、請求項２９記載の変速機。
【請求項３１】
複数の変速段を形成するギヤセットを有し、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤと、他のシャフトに結合可能でかつ前記変速段ギヤと噛合するフローティングギヤとによって形成されている、自動車用変速機の作動方法において、
前記変速機には、
クラッチスリーブと、
駆動手段と、
前記駆動手段とクラッチスリーブを接続させる機構部と、
前記駆動手段を制御する制御装置とが含まれており、
前記該クラッチスリーブは、変速段のフローティングギヤと支持シャフトとの間の接続を形成するのに適したものであり、
前記駆動手段は、クラッチスリーブのクラッチ噛合移動とクラッチ噛合解除移動を生じさせるのに適したものであり、
前記クラッチスリーブとフローティングギヤとの間で作動するシンクロメッシュ機構が含まれており、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合過程の間、クラッチ噛合力に基づいて摩擦係合のもとでシンクロトルクを生成しかつさらなるクラッチ噛合をシンクロ閾値を超えて少なくとも近似的な回転数一致に達するまでロックさせるのに適したものであり、
この場合前記機構部の領域内に弾性体を有しており、該弾性体は、運動エネルギをポテンシャルエネルギの形態で蓄えるのと、ポテンシャルエネルギを運動エネルギの形態で再び出力するのに適したものであり、
ここにおいて変速比の確定が以下のステップ、すなわち、
クラッチスリーブを速度制御のもとでシンクロ閾値までクラッチ噛合させるステップと、
シンクロ閾値におけるロッキングによって生じる反力を識別するステップと、
さらに応力制御までの移行を識別するステップを含み、
この場合シンクロ閾値におけるクラッチ噛合移動のロッキングによって弾性体にエネルギが蓄積されるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項１から３０の少なくとも１つによる変速機のもとでの適用に適している請求項３１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれ軸に固定的に結合された変速段ギヤと軸に結合可能なフローティングギヤによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、自動車並びに該自動車の作動のための方法に関している。
【０００２】
この種の自動車では、フローティングギヤがシフトクラッチを用いて支持シャフトに接続される、変速段の投入が行われる。相互に接続させる部材の回転数差は、この場合少なくともほぼゼロでなければならない。少なくとも近似的な回転数一致状態の形成は、シンクロナイズ過程または同期過程と称される。
【０００３】
変速機の方式では、例えばそのつどのフローティングギヤと接続するシンクロメッシュ機構が用いられる。これは同期過程の間に相互に接続すべき部材の間で少なくとも近似的な回転数一致状態を形成し、回転数の一致が少なくともほぼ形成された場合に初めてシフトクラッチの完全なクラッチ噛合が可能となる。シフト過程の開始の時には、２つの相互に接続すべき部材がまず摩擦面を介して接触し、クラッチ噛合力と摩擦値に依存して連動が生じる。このシンクロメッシュ機構は、さらにロック装置を含んでおり、そのため当該の連動力に起因してさらなる噛合が避けられる。回転数の一致が少なくともほぼ近似的に形成され、それによって連動力が少なくとも近似的にゼロに降下したならば、ロック装置は開放され、シフト過程が終了される。その中で相互に結合すべき部材間で形状結合が形成される。不十分な回転数同期のもとでさらなるクラッチ噛合ポジションがロックされる、クラッチ噛合位置は、シンクロポジションとも称される。変速機の他の形式では、シンクロメッシュ機構が省かれている。これは別の方式で、少なくともほぼ回転数の一致が見られてから形状結合が形成されることを保証する（例えば駆動モータまたはシャフトブレーキの相応の制御部を介して）。回転数の差分検出には、適当なセンサが用いられる。
【０００４】
特に変速段のチェンジが制御装置によって自動的に開始されて行われる、自動化されたマニュアルトランスミッションでは、操作が制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始可能であり、同期過程の制御が非常に複雑な要求を示す。例えば同期化されるクラッチ噛合過程の間にシフトクラッチのクラッチスリーブがロック装置の作用に基づいて停留するシンクロ閾値の所定のポイントにおいて、当該停留状態の達成されるトルクの中で所定の応力や同期噛合力が設定される。このことはシンクロ閾値のポジションが制御装置に十分正確に伝わっていなければならいことを意味し、および／またはシンクロ閾値の正確な位置に依存しない方式で同期噛合力の設定が得られるものでなければならないことを意味する。より短いシフトチェンジ期間の間に最適なシフトチェンジを達成するためには、さらにどの位の同期噛合力が形成ないしは設定されなければならないかが重要であり、そのため影響を与えるパラメータは十分正確に考慮されなければならない。
【０００５】
シフトチェンジ用の弾性体（Ｓｃｈａｌｔｅｌａｓｔｉｚｉｔａｅｔ、以下では単にシフト用弾性体とも称する）は、例えば欧州特許出願 ＥＰ ５７９ ５３２ Ｂ１ 明細書から公知である。これはワイヤやロッドを用いてシフトチェンジを行うトランスミションの変速段の投入のための機械的な支援装置であり、そこではシフト順序が、ワイヤないしロッドによって回転に置換えられるシフトコントロールシャフトを通じて伝達され、その際にワイヤまたはロッドの間の機械的な接続がシフト過程と２つの支承部材からなるシャフトの制御のために、それらの相対シフトがばねによって弾力的に制御され、このエネルギは、同期化フェーズの期間中に圧縮され、受入れエネルギを受入れ終了後に再び送出することによって受入れられることが開示されている。前述の補助回路は、従来のシフトチェンジ装置の所定の欠点を有し得るものではあるが、それらは、反応が過度に遅い同期化時間や、過度に遅い同期化としての形態で現れる著しい伝達力のロスや、欠点として感じられるギヤ係合時のシフト騒音などを取除くことを目的とする。ここに記載されている機械的支援装置はマニュアルトランスミッションに当てはまる。
【０００６】
さらなる特許出願 ＥＰ ６９５ ８９２ Ｂ１ 明細書には、少なくとも１つのアクチュエータ手段とこれによって操作されるクラッチスリーブを備えたトランスミッションシフトシステムが開示されており、この場合所属の接続機構がばねを含んでいる。ここに開示されているトランスミッションシフトシステムでは、シフトチェンジを速やかに生じさせなくてもよい時には、電気モータとして構成されている駆動手段のもとで許容できない位に高い電流が阻止されている。
【０００７】
欧州特許出願 ＥＰ ５７９ ５３２ Ｂ１ 明細書に記載されているシフトないしシフトチェンジ用の弾性体は、時折圧縮されその後で再び伸張されるエネルギ収集装置の機能を請け負う。このようにしてクラッチスリーブは、ばねから、ドライバによるシフトチェンジレバーの迅速な操作により伝達されるものよりも大きなパルスを受取る。この結果生じたパルスはいつでも、ドライバによるシフトチェンジレバーの操作速度ないし操作力に依存したものとなる。その場合クラッチスリーブに要求する目標応力の正確な設定は、多かれ少なかれ偶然性に委ねられる。
【０００８】
前記欧州特許出願 ＥＰ ６９５ ８９２ Ｂ１ 明細書に開示されているシフト用弾性体も、シフトチェンジ過程の間は圧縮され、その後で、蓄えられたエネルギが再び放出される。本発明によるシフトチェンジ用弾性体は、アクチュエータの動きに較べて時間的な遅れを伴うシフトスリーブの動きをシンクロ過程（同期咬合過程）に相応させることが可能である。このシフトチェンジ弾性体は、電気的な駆動モータの過負荷は未然に防ぐが、この弾性の考慮下ではクラッチ噛合速度による所望の目標力への影響は何もない。
【０００９】
シフトスレーブと駆動手段の間のシステムは、（接続される機構自体の運動特性と弾性特性も含めて）特に自動化されたトランスミッションのもとでは非常に複雑な特性を呈する。特にシンクロナイズされて投入される変速段の実施は、いまだに満足のいく解決手段が発見されていない。つまり駆動部とクラッチスリーブの間の機構部の弾性特性の考慮のもとでクラッチ噛合速度に関して適合させることのできるような手段である。
【００１０】
本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の自動車において特にその経過において、同期化過程を著しく向上させ、それによってとりわけシフト過程が快適に迅速かつ摩耗なしで実施され得るようにすることである。
【００１１】
さらに本発明の課題は、シンクロナイズされる変速段切換えが特にシンクロ閾値における応力形成に関して機構部の運動特性と弾力特性の考慮下で著しく向上される、変速機並びに該変速機の作動方法を提供することである。
【００１２】
前記課題は、以下の明細書、図面、請求項に記載された本発明による複数の特徴並びに方法ステップ（これらはもちろん組合せが可能でそれぞれが所望の目的を達成できる）を有している、変速機を備えた冒頭に述べたような形式の自動車によって解決される。
【００１３】
上記課題は本発明の解決手段により、駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成し、完全なクラッチ噛合は、少なくとも近似的な回転数一致のもとでのシンクロ過程の終了後に可能となる形式の自動車において、
少なくとも１つの変速段のシンクロ閾値ポジションが、制御装置に割当てられているメモリにファイルされていることによって解決される。
【００１４】
本願では最終出力要素として、変速比を定めるために可動される最終要素、すなわち２つの応力伝達手段の間の接続を形成する最終要素、例えばリバースギヤ、ギヤボックス、クラッチスリーブ、油圧クラッチの作動ピストンなどを想定している。
【００１５】
本発明の別の有利な構成例によれば、少なくとも１つの変速段の同期閾値のポジションは、適応化可能である。これは作動中にシンクロポジションが変動したとしても、実際のシンクロポジションとメモリファイルされているシンクロポジションとの間で、十分に正確な一致を保証するためのものである。さらに別の有利な実施例によれば、同期閾値の適応化は以下の時、すなわち
車両が少なくとも近似的に静止状態にある時、
駆動モータが作動している時
車両ブレーキが操作されている時
同期閾値ポジションの適応化の要求があった時、
に実施される。また有利には、車両が適応化の実施に際して、所定の時間の経過後の停止状態において駆動モータが少なくともほぼアイドリング回転数で回転している時に行われる。このようにすれば、シンクロ閾値の適応化が、シフトクラッチによって接続される部材間の僅かな回転数差のもとで行うことができ、当該適応化のもとで車輪に伝達されるトルクに起因する車両の移動が保護され、場合によってはさらに早く回転するシャフトからの回転数の影響が遮断される。
【００１６】
自動車におけるシンクロ閾値ポジションの適応化では、変速機が、最終操作要素の選択と操作のための手段を含んだ第２の操作装置によって変速段の操作を行い、シンクロ閾値ポジションの適応化が以下のステップ、すなわち、
第１の操作装置を用いて、トルク伝達装置を接続させるステップと、
第２の操作装置を用いて、適応化すべきシンクロ閾値ポジションの変速段の、最終出力要素が割当てられている位置の少なくとも近傍でポジション投入を操作するステップと、
最終出力機構の操作が確実に実施されるシンクロ閾値のポジションから出発して、最終出力要素をその終端位置方向に移動させるステップと、
シンクロ閾値ポジションを、不十分な同期化によるシンクロ閾値における最終出力要素のクラッチ噛合移動の阻止に基づいて算出するステップとを含んでいる。
【００１７】
第２の操作装置は、２つの駆動部を含んでいる。この場合第１の駆動部は、例えば、クラッチスリーブ選択のための選択駆動部として用いられ、その場合シフトフィンガがクラッチスリーブ操作のためにシフトフォークと接続するように移動し、適応化させるべきシンクロ閾値ポジションの所望の変速段の操作がなされる。有利にはこのシフトフィンガは、適応化過程の実施に際してまず、適応化させるべきシンクロ閾値ポジションの変速段の直ぐ近くのポジションにもたらされ、シフトフィンガが所望のシフトフォークと有利に接続される。第２の操作装置の第２の駆動部は、クラッチスリーブを移動させるようにシフトフィンガを動かすシフト駆動部として用いられる。その際にはシフトフォークを介してクラッチスリーブにシフトフィンガが接続される。これによりクラッチの断続動作が行われる。このシンクロ閾値の適応化に対しては、クラッチ噛合の移動が、次のようなポジション、すなわちそこからシンクロ閾値を確実に実施できるたとえばニュートラルポジションから、シンクロ閾値の適応化が可能となるポジションまで実施される。
【００１８】
本発明ではこの最終出力機構とは、最終出力要素を含んだ機構部と解されたい。この場合、当該機構部と共に運動連鎖とも称され、個々の要素かまたは一連の要素からなっており、この場合運動連鎖中の各ポイントの位置は、連鎖のそれぞれ別のポイントの位置から導出可能である。また終端操作要素とは、本願の枠内では次のような要素と理解されたい。すなわち運動連鎖の中で最終出力要素に突出している例えばシフトフォークのような要素である。この最終出力機構は、典型的にはシフトクラッチのクラッチスリーブ、シフトフォーク、シフトフィンガを含み、選択駆動部ないしシフト駆動部とのシフトフィンガの運動ないし応力伝達接続のための運動部を含んでいる。この場合この運動によって所定の変速比、例えばレバーおよび／またはウォームホイールを備えたウォームギヤによって形成される変速段が確定される。
【００１９】
本発明の別の有利な実施例によれば、前記シンクロ閾値ポジションの適応化がさらに以下のステップ、すなわち、
求めるべきシンクロ閾値ポジションの計算処理に、制御装置に割当てられている計算装置を直接利用するステップと、
新たなシンクロ閾値ポジションを、当該新たなシンクロ閾値ポジションと先行するシンクロ閾値ポジションとに基づいて求めるステップを含んでいる。
【００２０】
本発明のさらに別の有利な実施例によれば、変速段位置のポジションが、制御装置に割当てられているメモリ内にファイルされ、このポジションが作動中に適応化され、シンクロ閾値ポジションの確定が少なくとも時折、適応化された変速段位置に基づいて行われる。
【００２１】
有利には、所定の時間の経過後または所定の回数の独立した適応化過程の後にそのつど少なくとも一度は、シンクロ閾値ポジションの確定が、適応化された変速段位置に基づいて行われる。有利な実施例によれば、前記所定の時間は、４０時間から２００時間の範囲にあり、特に８０時間から１２０時間の範囲にあり、前記独立した適応化過程の所定の回数とは、１５回から８０回、特に４０回から６０回の間である。
【００２２】
さらに前記課題のさらなる観点からの解決のために、本発明による別の有利な実施例によれば、駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素（例えばクラッチスリーブ）を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成する自動車において、同期噛合力が、ドライバのスポーツ嗜好性、車両負荷、ミッションギヤオイル温度、負荷レバー位置、駆動モータトルクの要求、目標回転数、シンクロメッシュ機構における差分回転数、シンクロメッシュ機構における摩擦特性、変速機引きずりトルクおよび／またはシンクロメッシュ機構の状態に依存して変更可能である。同期噛合力は、多数の可変のパラメータに適応化可能であり、そのため、作動期間中に変化し得る、および／またはシフト過程毎に変化し得るパラメータにも依存して相応の適応化が行われる。そのため最適なシンクロ過程経過が実施される。
【００２３】
さらに前記課題のさらなる観点からの解決のために、本発明による別の有利な実施例によれば、駆動モータとトルク伝達装置と制御装置とを備え、前記トルク伝達装置は、第１の操作装置と、入／出力軸を備えた変速機と、第２の操作装置とを有し、前記変速機は、複数の変速段を形成するギヤセットを有しており、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤとシャフトに結合可能なフローティングギヤとによって形成されており、前記第１および第２の操作装置は、制御装置によって開始され自動的に操作可能であり、ここにおいて、第１の作動モードでは、操作が前記制御装置によって自動的に多数の入力量に基づいて開始され、第２の作動モードでは、操作がドライバの入力により開始され、この場合少なくとも１つの変速段におけるフローティングギヤの支持シャフトとの結合が最終出力要素（例えばクラッチスリーブまたはシフトスリーブ）を用いてシンクロメッシュ機構によって行われ、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合の際の同期噛合力の加えられるもとで接続すべき要素間の少なくとも近似的な回転数一致を形成し、完全なクラッチ噛合は、少なくとも近似的な回転数一致のもとでのシンクロ過程の終了後に可能となる形式の自動車において、シンクロ閾値の引込開始（Ａｎｆａｈｒｅｎ）もシンクロ過程自体もパワー制御されて実施されるように構成される。このことは特に次のような利点をもたらす。なぜならシンクロ閾値においては予め定めたパワーが設定されるべきだからである。このことは有利にはパワー制御を用いて行われ、そのため様々な制御モード間の移行、例えば速度制御モードとパワー制御モードの間の移行がスムーズに行われ、それぞれに伴う欠点が回避される。
【００２４】
この場合有利には、最終出力要素のパワー制御のために、最終出力要素に対抗する反力が推定される。その際有利には、この反力の推定が、終端操作機構の速度に基づいて当該終端操作機構の運動エネルギや場合によってはそのばね剛性をも考慮して行われる。一方ではこのことはクラッチスリーブの運動エネルギであり、もう一方では運動学上の可動部材や駆動部の運動エネルギである。
【００２５】
前記終端操作機構のばね剛性の考慮のもとでは、特に有利には、当該ばね剛性の応働閾値よりも上方の反力のもとで、それらの特性曲線が推定に直接または間接的に用いられる。終端操作機構は、ばね剛性の所期の設定のために、たびたび頻繁に、ばね／減衰要素を含んでいる。それらの特性曲線は、有利には、場合によって機構部自体の剛性を補償しながら適用される。
【００２６】
前記実施例の別の有利な構成例によれば、前記反力の推定は、エネルギ保存則に基づき、終端操作機構の駆動部の仕事出力に基づいて行われる。
【００２７】
前記課題をさらなる別の観点で解決するために本発明によれば、ロッキング機能付きシンクロナイズトランスミッションを備えた車両用変速機終端操作機構の最終出力要素のシンクロポジション引込開始方法において、シンクロポジションがオーバーシュートなしで出来るだけ早く引込開始される。この関係において、特に有利には、変速機終端操作機構の最終出力要素の正確な開始速度とシンクロポジションの正確な位置に依存しない引込開始を可能にし、同期噛合力に依存する、減衰定数の適用下で振動方程式に基づいてパワー制御が行われる。
【００２８】
さらに別の観点によれば前記課題の解決のために、制御を用いて、クラッチスリーブにおけるクラッチ噛合目標応力の生成が、クラッチ噛合速度と当該機構部領域における弾性体とに基づいて行われる。この場合この弾性体は、アクチュエータの運動エネルギを、シンクロ閾値に対する増加のもとでポテンシャルエネルギに変換するのに有効利用される。
【００２９】
特に有利な実施例によれば、前記クラッチスリーブとフローティングギヤとの間で作動するシンクロメッシュ機構が含まれており、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合過程の間、完全なクラッチ噛合をシンクロ閾値における形状結合の形成のもとで、少なくとも近似的な回転数一致が達成されるまでロックさせるのに適したものであり、この場合シンクロ閾値におけるクラッチ噛合移動のロッキングによって運動エネルギがポテンシャルエネルギの形態で弾性体に蓄えられ、クラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該弾性体に蓄えられたエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応する。
【００３０】
ここで目標クラッチ噛合力または同期噛合力の概念とは、本願の枠内では、それぞれシフトフィンガなどの操作装置における応力、すなわちクラッチスリーブを操作するための応力であることを意味する。
【００３１】
本発明のさらに別の有利な実施例によれば、シンクロ閾値における引込開始速度が弾性体に依存して次のように選択される。すなわちクラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該の弾性体に蓄えられいているエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応するように選択される。この時点では、ほぼ全ての運動エネルギが位置エネルギとして弾性体に蓄えられているので、速度最小値に相応してエネルギ最大値が弾性体に存在する。当該の実施例においては、有利には、シンクロ閾値における目標噛合力ないし同期噛合力の正確な設定が、シンクロ閾値における引込開始速度の相応の変更／変調によって行われる。
【００３２】
別の有利な実施例によれば、特性を備えた弾性体が、シンクロ閾値における引込開始速度に依存しており、そのためクラッチ噛合移動の阻止が行われた時点で、当該の弾性体に蓄えられいているエネルギが少なくとも近似的に目標力に相応する。この実施例では、シンクロ閾値における所定の引込開始速度のもとで、相応の弾性体の選択によって、シンクロ閾値における所望の目標力が達成される。
【００３３】
有利な実施例によれば、弾性体における応働閾値は、シンクロ過程において生じた応力よりも明らかに下方に存在する。このようにして、同期化されたあらゆるシフト過程のもとで、シンクロ閾値における応力形成が弾性体とその特性曲線の関係のもとで行われる。
【００３４】
シンクロ閾値における目標力に依存して有利には、弾性体は、５０〜４５０Ｎの範囲、２００〜６００Ｎの範囲または４００〜１０００Ｎの範囲の同期噛合力のもとで応働する。特に有利な実施例においては、前記応働閾値は１５０〜３５０Ｎの範囲にある。
【００３５】
さらに前述した課題を解決するために本発明によれば、複数の変速段を形成するギヤセットを有し、該ギヤセットは、それぞれシャフトに固定的に結合された変速段ギヤと、他のシャフトに結合可能でかつ前記変速段ギヤと噛合するフローティングギヤとによって形成されている、自動車用変速機の作動方法において、
前記変速機には、
クラッチスリーブと、
駆動手段と、
前記駆動手段とクラッチスリーブを接続させる機構部と、
前記駆動手段を制御する制御装置とが含まれており、
前記該クラッチスリーブは、変速段のフローティングギヤと支持シャフトとの間の接続を形成するのに適したものであり、
前記駆動手段は、クラッチスリーブのクラッチ噛合移動とクラッチ噛合解除移動を生じさせるのに適したものであり、
前記クラッチスリーブとフローティングギヤとの間で作動するシンクロメッシュ機構が含まれており、該シンクロメッシュ機構は、クラッチ噛合過程の間、クラッチ噛合力に基づいて摩擦係合のもとでシンクロトルクを生成しかつさらなるクラッチ噛合をシンクロ閾値を超えて少なくとも近似的な回転数一致に達するまでロックさせるのに適したものであり、
この場合前記機構部の領域内に弾性体を有しており、該弾性体は、運動エネルギをポテンシャルエネルギの形態で蓄えるのと、ポテンシャルエネルギを運動エネルギの形態で再び出力するのに適したものであり、
ここにおいて変速比の確定が以下のステップ、すなわち、
クラッチスリーブを速度制御のもとでシンクロ閾値までクラッチ噛合させるステップと、
シンクロ閾値におけるロッキングによって生じる反力を識別するステップと、
さらに応力制御までの移行を識別するステップを含み、
この場合シンクロ閾値におけるクラッチ噛合移動のロッキングによって弾性体にエネルギが蓄積されるようにした。これによりこの方法は特にシンクロ閾値における目標力の生成に利用される。
【００３６】
請求項１から７の少なくとも１つによる変速機のもとではこの方法の適用が有利である。
【００３７】
以下の明細書では本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。これらの図面のうち、
図１は、自動化された操作が可能なトルク伝達装置と自動化された操作が可能なトランスミッションとを備えた車両の例が概略的に示されており、
図２、図２ａは、シフトクラッチの例が概略的に示されており、
図３は、シンクロ閾値適応化のための初期化前提に関する例のダイヤグラムであり、
図３ａは、接続機構を備えたクラッチスリーブと駆動部の例を示した概略図であり、
図４ａは、目標力の負荷レバー位置への依存性を示すダイヤグラムであり、
図４ｂは、同期噛合力の変速機温度に依存したオフセットに該当するダイヤグラムであり、
図４ｃは、特性マップと応力オフセットによる同期噛合力からの目標同期噛合力の形成の例を示した図であり、
図４ｄは、シフト過程における応力ないし経路経過と、機構部に含まれたシフト弾性体の特性曲線の例を示した図であり、
図５ａは、クラッチスリーブの操作に対する駆動部の制御のためのフローチャートであり、
図５ｂは、速度−動作ダイヤグラムにおける駆動部の目標動作のもとでのクラッチスリーブの目標位置の達成のための様々な経路特性を示した図であり、
図５ｃは、速度−動作ダイヤグラムにおける有利な経路特性を示した図であり、
図６は、クラッチスリーブの操作に対する駆動部の制御のためのフローチャートである。
【００３８】
実施例
図１には、１つの具体例としてトルク伝達装置４と変速機６を備えた自動車１が概略的に示されている。このトルク伝達装置４は、駆動モータ２と変速機６の間の動力伝達経路に設けられている。有利には駆動モータ２とトルク伝達装置４の間に分割されたフライホイールが配設されており、その分割ホイールはばね式減衰装置の介在接続のもとで相互にねじれ可能であり、それによって実質的に特にドライブトレーンの揺動特性が改善されている。有利には本発明は回転衝撃の受入れないし補償調整のための減衰装置、あるいは回転衝撃の補正のための装置、あるいは回転衝撃を低減させる装置、あるいは例えばドイツ連邦共和国特許公開第３４１８６７１号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第３４１１０９２号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第３４１１２３９号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第３６３０３９８号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第３６２８７７４号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第３７２１７１２号公報等に記載されている公知技術との組合わせによる揺動減衰装置などを用いるものである。
【００３９】
自動車１は、本発明においてはオットモータやディーゼルモータなどの内燃機関として表わされた駆動モータ２によって駆動される。もちろんこの駆動は別の実施例として、例えば電気モータや水素エンジンなどとのハイブリッド駆動装置を用いて行ってもよい。トルク伝達装置４は、図示の実施例では摩擦クラッチであり、それによって駆動モータ２が始動のためにもしくはシフト過程実施のために変速機６から分離される。クラッチの噛合量ないし噛合解除量の増加によって多かれ少なかれトルクは伝達され、それに対して押圧プレートと圧力プレートは、軸方向で相対的にシフトし、介在接続された摩擦ディスクを多かれ少なかれ連動する。クラッチとして構成されたこのトルク伝達装置４は、有利にはセルフアライニング方式である。つまり摩擦ライニングは、一定の僅かな解離力が保証されるように補償調整される。有利には本発明は例えばドイツ連邦共和国特許公開第４２３９２９１号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第４２３９２８９号公報、ドイツ連邦共和国特許公開第４３０６５０５号公報などに記載されているような摩擦クラッチと組合わされる。
【００４０】
シャフト８を用いて自動車１の車輪１２は、ディファレンシャル１０を介して駆動される。駆動輪１２には回転数センサ６０，６１が設けられている。但し場合によっては回転数センサ６０と６１のどちらかだけが設けられていてもよい。これらの回転数センサはそれぞれ車輪１２の回転数に相応する信号を発生する。付加的にもしくは代替的に１つのセンサ５２を、ドライブトレーンの他の適切な箇所、例えばシャフト８などに変速機出力側回転数を求めるために設けてもよい。変速機入力側回転数は、さらなる別のセンサを用いて求めてもよいし、当該実施例のように駆動モータの回転数から算出されてもよい。このようにして、例えば変速機内で設定される変速比も検出される。
【００４１】
摩擦クラッチ４の操作は、有利には押圧形であるが、別の実施例では有利には引込形で実施されてもよい。本発明では例えばクラッチアクチュエータなどの操作装置４６を用いて行われている。変速機６の操作に対しては、２つのアクチュエータ４８と５０を含んだ操作装置が設けられており、この場合これらのアクチュエータのうちの１つがセレクト操作に用いられ、他方はシフト操作に用いられている。クラッチアクチュエータ４６および／または変速機アクチュエータ４８，５０は、電気的な直流モータで実施されている。他の実施例において、特に大きな操作力が求められる場合には、油圧システムまたは組合わせシステムを操作のために用いることは非常に有利となる。当該実施例では、クラッチ操作が有利には油圧区間の介在接続のもとで行われる。
【００４２】
クラッチ４と変速機６の制御は、制御装置４４によって行われる。この制御装置４４は、有利にはクラッチアクチュエータ４６と共に１つの構造的なユニットを形成している。この場合その他の実施例としてこれらを車両の他の箇所に設けることも利点となり得る。クラッチ４と変速機６の操作は、制御装置４４によって自動モードで自動的に行われてもよいし、あるいは例えばシフトレバーなどの切換装置を用いたドライバの入力によってマニュアルモードで行われてもよい。この場合入力はセンサ６１によって検出される。自動モードでは変速段の変更が、アクチュエータ４６，４８，５０の特性曲線による相応の制御によって実施される。この特性曲線は、制御装置４４に対応付けされているメモリ内にファイルされている。少なくとも１つの特性曲線によって決定される多数の走行プログラムが設けられており、それらの間でドライバによって選択が行われ、例えばスポーツ走行プログラムでは駆動モータ２が出力重視で作動され、エコノミープログラムでは、駆動モータ２が燃費重視で作動される。またウィンタープログラムでは車両１が安全走行重視で作動される。さらに前述した実施例では特性曲線を、ドライバ特性に適応させるように、および／または他の周辺条件、例えば走行路の摩耗、外気温などに適応させるように適応化することも可能である。
【００４３】
制御装置１８は、駆動モータ２を混合気の供給またはその組成への作用を介して制御する。この場合図中にはスロットル弁２２が示されており、その開口角度が角度センサ２０によって検出され、その信号が制御装置１８に供給される。駆動モータ制御の他の実施例では、制御装置１８は内燃機関のケースで、それに基づいて混合気組成および／または供給体積流量を決定することのできる相応の信号を得られる。有利には、既存のラムダゾンデの信号も利用できる。
【００４４】
さらに制御装置１８は、本発明の実施例では、ドライバによって操作された負荷レバー１４の信号（この負荷レバー１４の位置がセンサ１６によって検出される）と、モータ出力軸に設けられた回転数センサ２８によって生成されたエンジン回転数に関する信号と、吸気管圧力センサ２６の信号と、冷却液温度センサ２４の信号が得られる。制御装置１８及び４４は、構造的におよび／または機能的に分離された部分領域で構成されていてもよい。その際有利には、例えばＣＡＮバス５４または他の電気的接続手段を用いてデータ交換のために相互に接続される。しかしながらまた有利には、制御装置の領域が統合されていてもよい。というのも機能の対応付けがいつも一義的に可能というわけではなく、場合によっては相互作用も必要になるからである。特に変速段変更の所定のフェーズ中に制御装置４４は、駆動モータ２を回転数および／またはトルクに関して制御できる。
【００４５】
クラッチアクチュエータ４６も変速機アクチュエータ４８および５０も信号を生成し、これらの信号からアクチュエータ位置ないしポジションが少なくとも導出できる。これは制御装置４４に提供される。この位置検出は、この場合アクチュエータ内部で行われる。この場合は増分センサが用いられ、これは基準点に関するアクチュエータポジションを検出する。しかしながら他の実施例において有利には、このセンサをアクチュエータ外部に配設したり、および／または例えばポテンショメータを用いて絶対位置検出を行ってもよい。アクチュエータ位置ないしポジションの検出は、特にクラッチアクチュエータに関しては所定の噛合経路にてクラッチ４の係合点としてアクチュエータ位置が対応付けられるため大きな意味がある。有利には運転開始時と作動期間中のクラッチ４の係合点が特にクラッチ摩耗やクラッチ温度などのパラメータに依存して繰返し新たに検出される。変速機アクチュエータ位置の検出は、投入されている変速比の検出に関連して重要である。
【００４６】
さらに制御装置４４には、非駆動輪６５および６６の回転数センサ６２，６３からの信号が供給される。車両速度の検出のために有利には、カーブ走行時の回転数差の補償のために回転数センサ６２，６３ないし６０，６１の平均値が用いられる。回転数信号を用いることにより、車両速度を求めることができ、さらにスリップ識別も実施することができる。図中には制御装置の出力接続線路が実線で示されており、入力接続線路は破線で示されている。センサ６１，６２，６３の制御装置への接続線路は途中省略されて示されている。
【００４７】
図２には、シャフトに回転不動に結合されたシンクロ機構２０３とフローティングギヤ（Ｌｏｓｒａｄ）２０１との接続のための変速機におけるシンクロナイズシフトクラッチの概略図が例示的に示されている。この場合図中のＡは、クラッチスリーブ２０２がニュートラルポジションにあることを示し、Ｂは、プレシンクロナイズフェーズの状態を示し、Ｃは、メインシンクロナイズフェーズの状態を示している。クラッチスリーブ２０２は、シフトフォーク２１１を介して操作され、回転不動ではあるが、しかしながらシンクロリング２０４と共に軸方向にシフト可能である。このシンクロリング２０４は、プレッシャパーツ２０６および対応するプレッシャスプリング２０５と共にシンクロメッシュ機構を形成し、前記シンクロ機構２０３と接続する。
【００４８】
プレシンクロナイズフェーズＢの期間中は、クラッチスリーブ２０２がプレシンクロナイズ応力ＦＡＶによってフローティングギヤ２０１の方向にシフトする。円錐状摩擦面Ｒにおける摩擦に起因してシンクロリング２０４とフローティングギヤ２０１の間でプレシンクロナイズトルクＴＲＶが形成される。これにより、シンクロリング２０４は、プレッシャスパーツ２０６のストッパまでプレッシャパーツ収容部２１０の側縁に対しロッキングアウトプットポジションにおいて回転する。このロッキングアウトプットポジションでは、クラッチスリーブ２０２の軸方向移動によってシフトスリーブ２０９のシフト噛合部のとフローティングギヤ２０８のシフト噛合部のギヤ傾斜面の調整が軸方向で相互に領域Ｄにおいて行われる。さらなる経過では、プレシンクロナイズ応力ＦＡＶがプレッシャパーツ／クラッチスリーブ領域の傾斜状の構成に起因してプレッシャスプリング２０５のばね応力ＦＤに抗してプレッシャパーツ２０６の傾斜を引き起こす。これにより、クラッチスリーブ２０２のさらなる軸方向のシフトが可能となり、メインシンクロナイズフェーズＣへの移行が行われる。このメインシンクロナイズフェーズＣではクラッチスリーブのシフト噛合部２０９とフローティングギヤのシフト噛合部２０８のギヤ傾斜面が互いに当接する。このポジションを本願ではシンクロポジションと称する。その後ではギヤ傾斜面を介して軸方向の同期噛合力ＦＡが形成され、シンクロリング２０４とフローティングギヤ２０１のシンクロコーン部との間の円錐状摩擦面における摩擦トルクＴＲが形成される。これにより、フローティングギヤ２０１とクラッチスリーブ２０２の間で回転数同期が行われる。
【００４９】
このシンクロメッシュ機構は、その他の実施例においてフローティングギヤと接続可能であってもよい。またシンクロメッシュ機構の別の構成が他の実施例においては有利となることもあり得る。場合によっては、本願でシンクロポジションと称しているポジションは、本願での本発明の考察から逸脱しない限りは別の言い方をしてもよい。
【００５０】
図２ａには、変速機におけるフローティングギヤ２０５ａと支持シャフト２０１ａとの接続のためのシフトクラッチが例示的に概略的に示されている。クラッチスリーブ２０３ａは、この実施例においてはシャフト２０１ａと軸方向で回転不動に結合された接続要素２０２ａによって支持されており、その要素の上でクラッチスリーブは軸方向にシフト可能に、但し回転不動に配設されている。シンクロメッシュ機構２０４ａは、フローティングギヤ２０５ａと接続されている。
【００５１】
初期ポジション２００ａにおいては、シフトクラッチにおける相互に接続させるべき２つの部材２０２ａと２０５ａはまだ分離されている。クラッチスリーブ２０３ａは、完全にクラッチ解離された位置Ａ′にある。クラッチスリーブ２０３ａが矢印方向にシフトされ、ポジション２１０ａの状態に達すると、シンクロメッシュ機構２０４ａの円錐状摩擦面がクラッチスリーブ２０３ａの対応する面と接触接続される。摩擦に起因して矢印方向に作用するクラッチ噛合力が生じると、フローティングギヤ２０５ａの連動が高まる。ここで連動トルクが発生すると、このトルクは、図には示していないが、例えばクラッチスリーブ２０３ａに設けているロック装置に働きかけ、これがクラッチスリーブ２０３ａのそれ以上のさらなる噛合を阻止するようになる。このポジションないし位置は、シンクロポジションあるいはシンクロ閾値と称される。ここでフローティングギヤ２０５ａが少なくとも近似的にクラッチスリーブ２０３ａの回転数に達し、それに伴って連動トルクも少なくとも近似的にゼロに降下すると、ロック装置が開かれ、クラッチスリーブ２０３ａは、位置Ｂ′から位置Ｃ′に移行する。完全にクラッチ噛合されたポジション２２０ａでは、クラッチスリーブ２０３ａとフローティングギヤ２０５ａの間で形状結合が周面方向で形成され、それによってフローティングギヤ２０５ａはクラッチスリーブ２０３ａと要素２０２ａを介してシャフト２０１ａと接続される。
【００５２】
シンクロ閾値適応化のための初期設定前提条件に関するフローチャートが示されている。この実施例では、ステップ３０１において、車両が停止状態にあるのか否かが検査される。すなわちこれは、急回転しているシャフトの回転速度を有利に落とすのを保証するためには、車両が所定の時点ｔ以来から停止状態にあることが要求されるからである。ノーの場合には、ステップ３０７においてシンクロ閾値の適応化は実施されない。イエスの場合には、引続きステップ３０２において車両ブレーキの操作の有無が検出される。これは適応化に要される車輪への僅かな伝達トルクに基づいて車両が動かないようにすることを保証するためである。車両ブレーキが操作されない場合には、シンクロ閾値適応化は実施されない（ステップ３０７参照）。車両ブレーキが操作された場合には、さらにステップ３０３において、駆動モータがアイドリング状態にあるのか否かが検査される。これにより、シンクロメッシュ機構における過度に高い回転数差が回避される。ここでアイドリング状態であることがわかっている場合にのみ、ステップ３０４に移行するが、それ以外の場合には、シンクロ閾値適応化が実施されない。ステップ３０４では、変速段の投入の有無が確定される。変速段が投入されている場合にだけ、次のステップ３０５に進む。それ以外はブロック３０７に分岐する。ここにおいて適応化が必要な場合にのみ、さらなるステップ３０６においてその他のより高い優先度の適応化が存在するか否かが検査される。存在する場合には、ステップ３０７に分岐する。より高い優先度の適応化が何も存在しない時には、ステップ３０８においてシンクロ閾値適応化が実施される。他のより高い優先度の適応化かもしくはシンクロ閾値適応化の実施と衝突しかねないその他の機能を実施しなければならない時には、当該のシンクロ閾値適応化は、他の適応化もしくは他の機能が終了するか実施し終わるまで遅らされる。
【００５３】
前述したシンクロ閾値適応化の初期化ないし初期設定のための基準は、例示的なものである。そのため他の実施例においては、この基準が別の順序で問合せされてもよい。特に有利には、適応化の必要性の有無またはより高い優先度の適応化ないし機能の存在の有無に関する問合せは、最初にもってこられる。また、１つまたは複数の基準を迂回すること、すなわち図面ではステップ３０７への分岐が示されているにも係わらず、ステップ３０８への適応化実施方向で経過を続けさせることも有利である。このことは当該図面中破線で表わされた接続ラインで示されている。さらに別の有利な実施例においては、シンクロ閾値適応化の初期化が別のさらなる基準に依存して行われてもよい。
【００５４】
シンクロ閾値適応化の実施に対して別の有利な実施例によれば、発進クラッチ４が接続される。この場合は、少なくともクラッチトルクが伝達されるまでのクラッチ接続で十分である。なぜならクラッチスリーブと接続するロック装置が効果を発揮するのに十分な大きさだからである。後続する次のステップでは、シンクロ閾値を適応化したい変速段がセレクト方向で引込開始される。このことは例えばセレクト駆動部４８が操作されて、シフトフィンガが、該当する変速段に所属するシフトフォークと接触接続されるか該当するシフトフォークの少なくとも近傍に移動させられる。この場合有利には当該のステップにおいて、シフトゲート中央が初期位置ないし開始位置として引込開始される。なぜならそこからは全ての位置に良好に到達できるからである。しかしながらその変化実施例として有利には、該当するシフトゲート中の別のポジションで引込開始されてもよい。例えばシフト閾値の適応化を行いたい変速段のシフトゲート直前のセレクトゲート内にあるポジションである。このポジション（そこからは確実にシンクロ閾値が実施できる、有利にはニュートラルポジション）から出発して、クラッチスリーブはシンクロポジションの適応化がなされる当該変速段の終端位置の方向にシフトされる。この場合の実施速度は、通常のシフト過程に較べて非常に緩やかである。この終端位置方向の当該方法は、有利には所定の速度を伴う回転数制御で行われるか、または所定の加速度を伴った角速度を介して制御されるか、あるいは所定の応力を伴うトルク制御で行われるか、あるいは駆動部の角度位置を介して反復的もしくは確率的な距離設定値による所定の距離で制御されるか、駆動部の電圧制御もしくは駆動部の電流制御を用いて行われてもよい。また有利にはこれらの前述した制御モードを組合わせて用いてもよい。
【００５５】
次のように動作しているモータ２、すなわち有利にはアイドリング回転数で動作しているモータ２が存在し、クラッチ４が接続されているならば、変速機入力軸と変速機出力軸の間に差分回転数が存在する。図２のところでも説明したように、シンクロメッシュ機構における連動トルクによってクラッチ噛合移動の阻止が行われる。このクラッチスリーブのポジションは、一度はシンクロポジションとして最初に確定され得るものである。クラッチスリーブポジションの求められた値は、基本値としてあるいは補正値で操作された値として利用され、有利には、利用すべき値がこの新たに求められた値と先の値から算出される。
【００５６】
クラッチスリーブ２０３の移動阻止ないし移動抑止の検出が有利には、クラッチスリーブ経路、クラッチスリーブ速度、クラッチスリーブ加速度の監視によって行われる。この場合これらの情報は有利には、最終出力機構の領域においてあるいは、これを操作する機構部の領域においてピックアップされる。有利には、駆動部内に集積されているセンサ、例えば増分型距離センサなどのが用いられる。さらに別の実施例によれば、クラッチスリーブ近傍領域の移動阻止が、特に場合によっては存在するシフト弾性体の前に実施される。これにより、弾性体および／または遊びによる誤りや改竄が回避される。他の実施例によれば、クラッチスリーブ２０３の移動阻止の検出がクラッチスリーブと駆動部との間の運動区間の領域内の応力測定によって行われる。さらに別の有利な実施例によれば、クラッチスリーブ２０３の移動阻止が、駆動部によって消費される電力を介して確定される。
【００５７】
シンクロポジションの算出は、有利な実施例においては駆動部モータの角度位置、回転数または角加速度を介して行われる。この場合有利には、駆動部内に集積される増分型距離センサが用いられる。別の有利な実施例によれば、ポジション算出が駆動部モータの電圧または駆動部モータの電流を介して行われ、あるいは１つまたは複数のギヤシャフトの角速度および／または伝達トルクを用いて行われる。さらに別の有利な実施例によれば、クラッチスリーブ移動の阻止が前述したステップの組合せを用いて求められる。
【００５８】
計算装置によって求められるシンクロポジションの計算処理に対しては、有利な実施例においては、求められるシンクロポジションの乗法的補正および／または加法的補正を行うアルゴリズムが利用される。他の実施例によれば有利には、他の数学的法則、例えば累乗、対数、微分および／または積分などをベースにしたアルゴリズムが用いられる。この場合有利な実施例においてはこれらのアルゴリズムの補正手法の組合せも可能である。有利な補正アルゴリズムの展開は、運動伝達区間のモデリング、シミュレーション、測定および／または構造分析を用いた計算値、試行値、経験値に基づいて行われる。
【００５９】
有利な実施例によれば、新たなシンクロ閾値が、新たに求められたシンクロ閾値と先行のシンクロ閾値から形成される。この場合一例として以下の計算式、新たなシンクロ閾値＝（ｘ・先のシンクロ閾値＋ｙ・求められたシンクロ閾値）／１００この場合係数ｘは有利には非常に大きく、例えば８０と１００の間で、係数ｙは有利には非常に小さく、例えば０と２０の間である。
【００６０】
有利な実施例によれば、シンクロ閾値の適応化が前述したような条件のもとで実施される。但しドライバが例えば信号停止の間の適応化の際にアクセルを踏み込んだ場合には、車両は出来るだけ早く加速されるべきであり、それ故にこのようなケースでは、アイドリングスイッチおよび／または車両ブレーキがもはや操作されなくなると同時に直ちに所望の変速段が投入されなければならない。特に有利には、所望の変速段が前述のケースでは６００ｍｓ以内、特に３００ｍｓ〜４００ｍｓ以内に投入される。
【００６１】
本発明の前述した実施例は、エンジン始動ルーチンの枠内で特にプロトタイプの車両あるいは量産タイプの車両の変速段のシンクロポジションの探索にも用いることが可能である。
【００６２】
シンクロメッシュ機構の既述した機能性に起因してシンクロトルクは、シンクロメッシュ機構の摩擦値μと、クラッチ噛合力に相当する同期噛合力ＦＳｙｎｃと、環状のシンクロメッシュ機構の摩擦半径ＲＲｅｉｂに依存する。この場合近似的にシンクロトルクＭｓｙｎｃは、以下の式、
ＭＳｙｎｃ＝μ・ＦＳｙｎｃ・ＲＲｅｉｂ
に従って求められる。シンクロメッシュ機構の絶対値は、シフトの快適性への直接の影響を有している。なぜなら高いシンクロトルクを損なわせるノイズや振動がドライブトレーン内で引き起こされるからである。この影響量は同期噛合力ＦＳｙｎｃを介して求められる。
【００６３】
本発明の有利な実施例の構成によれば、同期噛合力ＦＳｙｎｃの修正調整が、ドライブトレーン内のノイズと振動を極力発生させないようにするためと、それに伴う快適なシフト過程の実行のために行われる。この同期噛合力ＦＳｙｎｃの修正調整は、１つまたは複数のパラメータ、例えば以下に述べるようなパラメータに依存して行われてもよい。この場合例えば図４ａには、スロットルレバー位置（負荷レバー位置）の依存性が示され、図４ｂには、ギヤオイル温度に依存するオフセットの形成が示されている。図４ｃには、特性マップと応力オフセットに従った同期噛合力からの目標噛合力の形成が示されている。
【００６４】
図４ａに示されているようにスロットルレバー位置の依存性に関するケースでは、有利な実施例において、スロットルレバー位置の増加に伴って同期噛合力ＦＳｙｎｃが高まる。この場合各変速段に対するアップは、固有の特性曲線に従って実施される。有利には同期噛合力ＦＳｙｎｃは、アクセルペダル操作のない状態に相応するスロットルレバー位置＝０の所定の値から出発して、アクセル全開のもとでのシフト時には約倍の値にまで高まる。キックダウン条件の際には、同期噛合力ＦＳｙｎｃはさらに上昇する。排気量が１リッタから１．８リッタまでの範囲のエンジンを積んだ小型乗用車の場合、同期噛合力ＦＳｙｎｃの補正調整は、１２０−３１０Ｎｍ、特に有利には１９０−２５０Ｎｍから、４２０−６５０Ｎｍ、特に有利には４９０−５６０Ｎｍまでである。より大きな車両のもとでは同期噛合力ＦＳｙｎｃも相応に適応化された調整される。リバース段に対しては、図示の実施例では、同期噛合力ＦＳｙｎｃの補正調整は行われない。特性曲線の正確な経過は、どの程度の同期噛合力ＦＳｙｎｃが所定のスロットルレバー位置のもとでそのつどの変速段に対して有利であるかに従って方向付けられる。このことはたとえば計算によってあるいは試みによって求めることができる。このようにすれば、同期噛合力ＦＳｙｎｃに関して最適なシフト過程がスロットルレバー位置に依存して各変速段毎に可能となる。有利には、特性曲線の経過が実質的にリニアなものである。この場合他の実施例において有利には、特性曲線または特性曲線の領域が、非線形関数、例えば正弦関数、タンジェント関数、ｅ関数、対数関数、放物関数などに相応するか類似する経過を有する。制御の簡易化のために、さらに別の有利な実施例によれば、唯一の特性曲線が全ての変速段に用いられてもよいし、少なくとも１つの特性曲線が多重的に用いられてもよい。
【００６５】
図４ｂには、ギヤオイル温度の例において、１つのパラメータに依存するオフセットの経過が示されている。この例では−２０℃以下のギヤオイル温度に対して所定の同期噛合力オフセットが設定される。このオフセットは−２０℃から１０℃の間に線形にゼロの値まで低下しており、そのため、１０℃のギヤオイル温度よりも上では、オフセットの設定はなされない。この温度に関するオフセットの経過特性は、もちろん温度に関するギヤオイルの粘度の経過にも依存する。この場合当該実施例では、通常のマルチグレードギヤオイルの使用に基づいている。このオフセットによれば、同期噛合力がギヤオイルの粘度に適合され、温度に起因する粘度低下の際に高まるパワーロスを補償する。そのため他のオイルの使用のもとでも有利には同期噛合力オフセットの相応の経過が設定される。別の有利な実施例によれば、この経過が線形に設定される。この場合さらに別の実施例において有利には、この経過が少なくとも一部の領域において、正弦関数、タンジェント関数、ｅ関数、対数関数、放物関数などに相応するか類似する経過を有する。
【００６６】
図４ｃに示されているように、当該実施例では同期噛合力が図４ａに示されている同期噛合力や図４ｂに示されているように形成されるオフセットの関数などに従って定められた特性マップから確定される。目標同期噛合力の形成に対しては、さらに本発明による別の有利な実施例によれば、同期噛合力が代替的にまたは付加的にその他のパラメータに基づいて変更調整したり、および／または他のもしくはさらなるオフセット値を他のパラメータに基づいて形成される。
【００６７】
本発明の別の有利な実施例によれば、同期噛合力はＦＳｙｎｃは、ドライバ特性に基づいて変更される。例えばこのドライバ特性とはドライバのタイプを示すものであってもよい。その場合例えば１〜１００の分類の際に、非常に燃費重視のタイプのドライバには値１を、そして非常にパワー重視のタイプのドライバには値１００を割当ててもよい。このドライバタイプは、例えばスロットルレバーないし負荷レバーの操作やブレーキの操作および／またはマニュアル作動モードにおけるシフトチェンジ頻度などを監視することによって確定するようにしてもよい。有利な実施例によれば、ドライバタイプに対する値が大きければ大きいほど（つまり高ければ高いほど）、同期噛合力ＦＳｙｎｃもより大きくなる。この場合特性マップにおいては、同期噛合力のドライバタイプへの依存性は、有利には、少なくとも近似的に線形である。他の実施例においては、同期噛合力の非線形の依存性が少なくとも部分領域において、正弦関数、タンジェント関数、ｅ関数、対数関数、放物関数などの関数に相応するか類似する経過を有する。
【００６８】
本発明の有利な実施例によれば、同期噛合力ＦＳｙｎｃは、山岳走行特性に基づいて変更される。例えばこの山岳走行特性とは、走行路の勾配度で表せる。この場合、１から１００の割当ての際に、１は平らな走行路に対して割当て、１００は非常に大きな勾配に割当ててもよい。山岳走行特性は、例えばスロットルレバー操作やブレーキ操作、マニュアル作動モードにおけるシフトチェンジ頻度および／または１つまたは複数のホイール回転数に基づいて確定されてもよい。有利な実施例によれば、山岳走行特性に対する値が高ければ高いほど、同期噛合力ＦＳｙｎｃは大きくなる。この場合特性マップにおいては、同期噛合力の山岳走行特性に対する依存性は、有利には少なくともほぼ線形である。他の実施例においては、同期噛合力の非線形な依存性が少なくとも部分領域において、正弦関数、タンジェント関数、ｅ関数、対数関数、放物関数などの関数に相応するか類似する経過を有する。
【００６９】
さらに同期噛合力ＦＳｙｎｃの変更は、本発明の有利な構成においては、駆動モータにおけるトルク要求に基づく。この場合は高いトルク要求が同期噛合力の上昇を引き起こし、目標回転数に基づいてシフトチェンジの際の新たな変速段が定められる。この場合は高い目標回転数に相応して同期化の際の克服すべき回転数差分に基づき同期噛合力が高められる。その際高い回転数差分は、シンクロメッシュ機構の摩擦特性に基づいてより高い同期噛合力を引き起こし、この場合はシンクロメッシュ機構のより少ない摩擦値が、同期噛合力の上昇を引き起こす。および／または目標変速段に起因してシンクロメッシュ機構に対し低減する慣性モーメントに基づく。その際大幅に低減される慣性モーメントは、同期噛合力の上昇を引き起こす。
【００７０】
さらに有利には、同期過程の経過において、同期噛合力が変更され、特に同期過程の終了に対して同期噛合力が低減される。これによってとりわけシフト過程の快適性が向上される。同期過程の終了は、例えば同期化すべきシャフト間の差分回転数がより僅かになることに基づいて検出され得る。その際回転数の差分は、直接測定されてもよいし、制御装置内で算術的モデルを用いて算出されてもよい。
【００７１】
本発明のさらなる考察は、シンクロポジションの引込開始である。このシンクロポジションの引込開始も同期噛合力の構築もパワー制御されて実施される。このようにすれば、制御装置１８，４４内に設けられているメモリにファイルされている不正確なシンクロポジションに依存しない同期噛合力の構築が迅速に行える。これにより、シフト操作の全制御がシンクロポジションの制御に対して堅固となる。クラッチスリーブ２０２が噛合移動のもとでシンクロ閾値Ｃにおいて停滞する正確な時点において、所望の同期噛合力ＦＡが形成されるように駆動部が起動制御される。これは別の有利な実施例によれば、当該駆動部によって実施される動作に基づいて動作力特性曲線の利用のもとに行われる。同期噛合力はこれに対してエネルギ保存の法則に基づいて、駆動部によってなされる機械的な動作の関数として与えられる。
【００７２】
図３ａには一例として駆動部３０１ａとクラッチスリーブ３０４ａが、接続すべき機構部３０５ａと共に概略的に示されている。この機構部には、弾性体３０２ａ並びに減衰部３０３ａが含まれている。ここでの目的は、シフトスリーブ３０４ａを可及的に迅速にシンクロポジションにもたらすことと、そこで可及的に迅速かつ正確に所望の同期噛合力を設定することである。この場合の駆動は、駆動モータから出発して、弾性体３０２ａと減衰部３０３ａを含んだ機構部の介在接続のもとで行われる。この場合の弾性体は、一方では運動区間の構造に起因した成分からなり、他方では固有に設けられる全弾性体の主要成分をなすばね装置からなる。
【００７３】
このばね装置は有利な構成例によれば、相互に相対的に回転可能な２つの要素によって形成されており、それらのプレッシャスプリングがその抵抗に対して２つの要素が相互に回転するように介在接続されている。この抵抗ないしばね応力は、回転角度の増加と共に上昇し、この場合の上昇率は、全回転領域に亘って有利に異なったものとなっている。例えばその一例として図４のｄに例示的経過が示されている。この経過の形成に対しては、異なる特性曲線を有する複数のプレッシャスプリングが直列接続および／または並列接続で設けられている。しかしながらまた別の有利な実施例によれば、この特性曲線が全ての運動領域に亘って同じ上昇度を有している。
【００７４】
本発明のさらなる別の考察によれば、弾性体として弾性プラスチックが用いられており、その弾性特性曲線は、相応の材質選択および／または処理によって、例えば弾性に影響を与える物質の添加や弾性に影響を与える製法もしくは処理の適用などによって所望のように設定できる。またさらに有利には、弾性プラスチックが負荷領域に亘って上昇率の変化する特性曲線を有している。しかしながらまた別の有利な実施例によれば、特性曲線が全ての運動領域に亘って同じ上昇率を有している。
【００７５】
弾性体の応働閾値確定は、有利な実施例によれば、弾性要素のプリロードされた組込みによって行われる。この場合このプリロードは、所望の応働閾値に応じて、５０〜４５０Ｎの範囲、２００〜６００Ｎの範囲、または４００〜１０００Ｎの範囲におかれる。別の特に有利な実施例によれば、このプリロードは、１５０〜３５０Ｎの範囲にある。
【００７６】
さらに別の有利な実施例によれば、弾性体が分割される。すなわちそれらの作用全体で所望の効果が達成される複数の弾性体が設けられる。この場合さらに別の実施例においては、軸方向に付加されて作用を及ぼす弾性体が用いられる。本発明の変速機によれば、それらの弾性体が駆動部とクラッチスリーブの間の機構部内に配設される。この場合この駆動部とは当該関係にいて本来の駆動要素、例えば駆動モータのアンカーシャフトとも称される。構造的には、弾性体は有利には、当該駆動部とそれに後続する変速機段を含むケーシング内に集積化される。
【００７７】
符号３０３ａでこの機構部の減衰部（ダンパ）が示されており、この場合この減衰は、構造に起因する摩擦かまたは付加的な場合によっては設定可能な減衰要素に基づく。図示の実施例では有利には、クラッチスリーブ３０４ａの駆動部３０１ａの制御のために、図１の制御装置１８，４４によってクラッチ噛合過程のもとでクラッチスリーブ３０４ａが速度制御されてシンクロ閾値で当接し、図２に示されている機構部によるさらなるクラッチ噛合運動のロックによって識別された反力のもとで応力制御に対する移行が行われ、応力がこの時点で弾性体３０２ａに蓄積されたエネルギに基づいて既に少なくとも近似的にシンクロポジションでの目標応力に相当している。ここでは、（一方の側である）弾性体３０２ａと、（もう一方の側である）シンクロポジションのクラッチ噛合速度との間の正確な調整が決定的である。
【００７８】
シンクロポジションの引込開始（Ａｎｆａｈｒｅｎ）は、速度制御されて行われる。この速度は、駆動部３０１ａとクラッチスリーブ３０４ａを接続する機構部３０５ａの特性の関与のもとで、要求されている目標同期噛合力に依存して所定の値に制御される。本発明の有利な実施例においては、シンクロ閾値における引込開始速度が２５〜２００ｍｍ／ｓの範囲にあり、これは要求された目標同期噛合力２５０〜１０００Ｎに相応している。要求された同期間合力の上昇のもとでは三倍高められ、また図４中符号４０１ａで示されているような特性曲線を有する弾性体の適用のもとでは、シンクロ閾値における引込開始速度がほぼ５倍となる。
【００７９】
シンクロポジションへの速度制御された引込開始に対して、既に応力限界が重畳され、そのレベルはまず機構部内に存在する摩擦を補償するために低目に維持される。但しこれはその後、迅速に上昇する反力による駆動部の逆回転を回避するために、所期のクラッチ噛合速度よりも上方に引上げられる。有利には、応力限界のレベルは、３〜４０ｍｍ／ｓのクラッチ噛合速度から、特に５〜２５ｍｍ／ｓのクラッチ噛合速度から開始される。重畳される応力限界を用いた低い噛合速度のもとでの摩擦の補償のために、有利には、この応力が摩擦に起因する特性量、例えばギヤオイル温度に依存して制御される。そのため、要求されるクラッチ噛合速度は常に維持される。より大きな摩擦の際には、高い補償が行われ、低減し続ける摩擦のもとでは、この補償が相応に低減される。
【００８０】
応力制御のための移行は、クラッチスリーブのクラッチ噛合移動が抑止されるシンクロポジションにおいて行われる。弾性体は、運動エネルギからポテンシャルエネルギへの変換のもとで負荷され、少なくともほぼ所望の同期噛合力に相応する応力が形成され、操作機構内での摩擦の補償が駆動部内で引続き作用する駆動力によって行われる。駆動のために電気的モータが利用されるならば、移動阻止の識別は、モータのエネルギ需要の上昇に基づいておよび／または速度低下に基づいて行われる。
【００８１】
さらなる経過においては、パワーが、要求された同期噛合力の値に制限されるかないしは設定される。この場合はただ比較的僅かな変化しか必要とならない。なぜなら既に弾性体によって引き起こされたパワーが少なくとも近似的に所望の同期噛合力に相応するからである。有利な実施例においては、これが１００〜１００Ｎの範囲におかれる。この場合の同期は、通常は２００〜６００Ｎｍの範囲で行われ、ただ特に迅速な同期化が必要な場合にだけ、約１０００Ｎまでの同期噛合力が許容される。
【００８２】
パワー制御に対する移行の際には、クラッチスリーブ３０４ａの駆動に電気モータを適用した場合、駆動モータの電圧と回転数が目標応力の確定のために用いられる。これにより応力限界フェーズ内で実際に作用する摩擦は、正確に補償される。この有利な方法は、さらなる本発明による考察に従って、様々な変速段および／または変速機に対して統一的なシフト弾性体を利用できる手段を提供し、同期噛合力がシンクロ閾値における引込速度の相応の制御を介して構築される。
【００８３】
本発明の実施例によれば、弾性体３０２ａが所期のように、同期化されるクラッチ噛合過程全体に取入れられる。とりわけ決定的な時間的利点が達成される。シフト弾性体３０２ａとの関係においては、ドイツ連邦共和国特許出願 ＤＥ １９７ ３４ ０２３ Ａ１ および ＤＥ １９７ １３ ４２３ Ａ１ 明細書が参照され、それらの開示内容は本願の内容に明らかに関係がある。同期化されるクラッチ噛合過程の有利な制御の枠内では特に有利には、制御装置１８，４４に対応するメモリ内に可及的に正確なシンクロ閾値のポジションが記憶されており、この値が規則的な間隔で実際化される。
【００８４】
図４ｄに示されている、ダイヤグラム４０１ａには、例えば機構部３０５ａに含まれているシフト弾性体の特性曲線が示されている。この場合所定の応力のもとで形成される偏倚量が表わされている。機構部内に存在している遊びＳｐの経過の後で、変位量ないし偏倚量（Ａｕｓｌｅｎｋｕｎｇ）Ｆに相当する変位が生じる。これは時点１までの特性曲線ａの部分と、時点２までの非常に僅かな上昇度を伴った特性曲線ｂの部分と当該変位領域の最終までの再び大きな上昇度を伴った特選曲線Ｃの部分である。弾性体の応働閾値、すなわち目立った変位の際に生じる応力が、同期化されるクラッチ噛合過程の際に生じる応力を下回って存在する。これは特性曲線の部分ａの上方領域である。当該の実施例では、シフトチェンジ弾性体の有利には、約３．５ｍｍの変位量に対して約１３００Ｎの応力を必要とする。
【００８５】
本発明によるさらなる考察のよれば、次のことが提案されている。すなわち、本発明による車両の変速機との接続の中で、電気機械を設けることである。この電気機械のロータは、例えば自由に回転可能なフライホイールマスを有しており、このフライホイールマスは、有利には少なくとも１つのクラッチを用いて、駆動ユニット、例えば内燃機関から解離ないし接続可能であり、やフライホイールに使用するための出力軸からも解離ないし絶縁可能である。あるいはこれらの装置を用いたハイブリッドな駆動部も可能である。変速機は、このような構成に従えば、例えば内燃機関のための始動用ユニット、電流ジェネレータ、部分駆動部、総合駆動部などとして該電気機械の包括的な利用が可能であある、並びにクラッチ解離された内燃機関のもとでの車両の制動過程の際のフライホイールマスとしてのロータの適用下では、運動エネルギを電気エネルギに変換するためのユニットとして、当該電気機械の包括的な利用が可能である（エネルギ回生ないし再生）。
【００８６】
この目的のために制御装置１８，４４によって、連続的に、あるいは準連続的に、あるいは他の実施例において有利には離散的に、機械的な動作の瞬時値が算出される。このことは他の有利な実施例によれば、図５ａに示されているようなルーチンを用いて行われる。最初の通過において問合せステップ５０２における問合せがノーの場合には、ステップ５０７において当該計算過程の初期化と目標動作量の計算が行われる。問合せステップ５０２における問合せがイエスの場合には、ステップ５０３において、目下のアクチュエータ動作が算出される。それに続いてステップ５０４では、目下のクラッチスリープポジションが、目標ポイントであるシンクロ閾値（シンクロポイント）の十分近傍にあるのかどうかが問合せされる。十分近傍にある時には、ステップ５０５において出口条件、すなわち目標応力＝同期噛合力、がセットされ、当該ルーチンが終了される。前記ステップ５０４にいて、目下の倉知スリーブポジションが目標ポイントであるシンクロ閾値の十分近傍にない時には、次のステップ５０６において、目標応力の計算が、目下のポジションから出発して、図５ｃに表わされている、速度／動作ダイヤグラム５１０におけるガイド特性曲線に関連して応力／動作量特性曲線（これは有利には試行によって定められる）の考慮のもとで算出される。また別の有利な実施例によれば有利には、当該機構部の弾性特性曲線に基づいて算出される。それにより、図５ｃ中の速度／動作量ダイヤグラム５１０中のポイントである、目下の位置から出発して各計算段階において、次のステップのための目標応力が算出される。これにより、所望のガイド特性曲線５１１が可及的に良好に追従されるようになる。
【００８７】
図５ｂにも、速度／動作量／ダイヤグラムが示されている。ここでは、目標動作量ＡＳｏｌｌに相当する目標応力をもたらすことで目標ポジション（シンクロポジション）に到達させるための種々の軌道曲線が示されている。当該図中ではフィールドの境界が破線で示されており、上方に向けて駆動部の最大電流と最大電圧によって定められており、非常に緩慢な軌道曲線、例えば軌道曲線ａなどは、同期噛合力の構築に要する時間に基づいて不都合であり、それによってこのフィールドは下方に向けての境界をなす。クラッチ噛合の際には、迅速な軌道曲線、例えば図５ｃ内のダイヤグラム５１０中に良好な軌道曲線の経過として示されている軌道曲線ｃの追従が試みられる。
【００８８】
本発明のさらに別の実施例では、所望の同期噛合力（目標同期噛合力）の設定のための制御がシンクロ閾値のポジションに関する情報の利用なしで行われる。同期過程自体と、有利には、シンクロポジションの引込開始は、パワー制御されて実施される。この場合他の実施例において有利には、このシンクロポジションが速度制御されて引込開始されてもよい。パワー制御に対しては、当該実施例においては、連続的もしくは準連続的に、駆動部に対抗する応力が推定され、また有利にはその他の実施例において離散的に、駆動部に対抗する応力が推定される。これに対しては制御部によって、駆動部とクラッチスリーブの間の運動区間の剛性と、並びに駆動部の運動エネルギの考慮のもとで計算が行われる。これによって非常に迅速でかつ非常に正確な同期噛合力の設定がオーバーシュート（行き過ぎ量）なしで達成される。特に次のことは避けられる。すなわち、誤った引込開始速度を補償するために、駆動力の後で達成されたシンクロポジションが補正されなければならなくなるようなことは避けられる。
【００８９】
図６に示されているように、本発明の有利な実施形態によれば、駆動部に対抗する応力が、駆動部速度の監視によって推定される。ステップ６０１では、この応力設定に対して反力が用いられている。ステップ６０２での問合せ及びステップ６０４への分岐応に応じて、目標応力の計算が実施される。この計算は、所望の同期噛合力ＦＳｙｎｃが、以下の式
【００９０】
【数１】
2004516428.tif 000002
【００９１】
【外１】
2004516428.tif 000003
【００９２】
【外２】
2004516428.tif 000004
【００９３】
【数２】
2004516428.tif 000005
【００９４】
が用いられる。Ｆｍａｘは以下の式
【００９５】
【数３】
2004516428.tif 000006
【００９６】
【外３】
2004516428.tif 000007
【００９７】
変速段がシフトクラッチを用いて切換えられる変速機では、摩耗のないシフト過程経過を保証するために、例えば変速段終端位置やシンクロ閾値などのポジションを制御装置に割当てられたメモリにファイルすることが重要である。クラッチスリーブと駆動部の間の運動学領域における作動モードに起因した変化、例えば摩耗などに基づいて、メモリ内にファイルされたポジションと実際のポジションの間の偏差が生じ得る。そのため、それらのポジションを新たに適応化することが必要である。適応化は有利には作動期間中に繰返される。所定のポジションの間では１つの関係が生じる。すなわちシフトが作動に起因する変化に基づいてこれらのポジションに対して均等に作用を及ぼすか、あるいは少なくとも１つの比例関係が生じる。
【００９８】
本発明の実施例によれば、ここにおいて少なくとも時折、複数のポジションの間で結合が形成される。そのため適応化は、１つのポジションを、他のポジションの補正のためにも使用する。例えば変速段終端位置の適応化は、次のような方向性でシンクロ閾値ポジションの適応化にも結合され得る。すなわち変速段終端位置の実施された適応化のもとで、所属するシンクロ閾値ポジションも相応に補正されるようにである。有利には、これらのポジションの結合は、永久的に行われるというのではなく、ただ時折活動化される。例えば１つの適応化に対して複数のポジションが、予め定めた時間の経過後に相互に結合されてもよい。有利には、この関係において、４０〜２００時間の範囲、特に８０〜１００時間の範囲の時間である。しかしながら本発明の別の有利な実施例によれば、適宜に可能であってもよい。例えば結合が頻繁に例えば数時間おきにでもよいし、１時間毎に複数回形成されてよい。またさらに別の実施例においては、結合が、実施された変速段終端位置適応化の回数に依存したものであってもよい。有利には、１つの結合は、予め定められた回数の変速段終端位置適応化に従って、例えば１５〜８０回、特に４０〜６０回の変速段終端位置適応化に従って行われる。またその他の事象に基づいた、例えば車両始動時または信号待ちの車両停車時などに基づいた１つの共通した適応化も１つの共通した適応化に対する複数のポジションの結合も有利である。
【００９９】
さらに別の有利な実施例においては、変速段終端位置の複数のポジションが、制御装置に割当てられたメモリにファイルされている変速機の場合に、それらの変速段ポジションが作動中に適応化される。
【０１００】
本発明によるさらに別の考察によれば、次のことが提案されている。本発明による車両の変速機との接続において、次のような電気機械を設けることである。すなわち当該電気機械のロータが、例えば自由に回転可能なフライホイールマスを有しており、このフライホイールマスは、有利には少なくとも１つのクラッチを用いて、駆動ユニット、例えば内燃機関から解離ないし接続可能であり、やフライホイールに使用するための出力軸からも解離ないし絶縁可能である。あるいはこれらの装置を用いたハイブリッドな駆動部も可能である。変速機は、このような構成に従えば、例えば内燃機関のための始動用ユニット、電流ジェネレータ、部分駆動部、総合駆動部などとして該電気機械の包括的な利用が可能であある、並びにクラッチ解離された内燃機関のもとでの車両の制動過程の際のフライホイールマスとしてのロータの適用下では、運動エネルギを電気エネルギに変換するためのユニットとして、当該電気機械の包括的な利用が可能である（エネルギ回生ないし再生）。
【０１０１】
本願で提出した特許請求の範囲の請求項は定式化された提案であって、さらに続けられる特許保護獲得に対する先例たるものではない。また本件出願人は、これまでの明細書および／または図面に開示されている特徴の組合せだけの権利化の要求は留保するものである。
【０１０２】
従属請求項に用いた遡及効果は、各従属請求項の特徴による独立請求項の対象のさらなる構成を示唆するものであり、遡及された従属請求項の特徴の組合せに対する独立した具象的保護の獲得を省くためのものではない。
【０１０３】
従属請求項の対象は当該の優先日においての従来技法に関し固有の独立した発明を成し得るので、本件出願人はそれらを独立した請求項ないし部分説明の対象とすることを残しておく。さらに、これらの従属請求項の対象は、先行する従属請求項の対象に依存しない構成を有する独立したさらなる発明も含み得る。
【０１０４】
本発明は明細書に記載した実施例に限定されるものではない。むしろ、本発明の枠内で数多くの変化と変更とが可能であり、特に明細書全般および実施例ならびに請求の範囲に記述されかつ図面に示された特徴もしくは部材または方法段階と関連した個々の特徴の組み合わせまたは変更により、当業者にとって課題解決に関して推察可能であり、かつ組み合わされた特徴によって新しい対象または新しい方法段階もしくは方法段階順序をもたらすようなヴァリエーション、部材および組合わせおよび／または材料が、製造法、試験法および作業法に関しても考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
自動化された操作が可能なトルク伝達装置と自動化された操作が可能なトランスミッションとを備えた車両の一例が概略的に示されている図である。
【図２】
シフトクラッチの一例を概略的に示した図である。
【図２ａ】
シフトクラッチの一例を概略的に示した図である。
【図３】
シンクロ閾値適応化のための初期化前提に関する一例としてのダイヤグラムである。
【図３ａ】
接続機構を備えたクラッチスリーブと駆動部の例を示した概略図である。
【図４ａ】
目標力の負荷レバー位置への依存性を示すダイヤグラムである。
【図４ｂ】
同期噛合力の変速機温度に依存したオフセットに該当するダイヤグラムである。
【図４ｃ】
特性マップと応力オフセットによる同期噛合力からの目標同期噛合力の形成の例を示した図である。
【図４ｄ】
シフト過程における応力ないし経路経過と、機構部に含まれたシフト弾性体の特性曲線の例を示した図である。
【図５ａ】
クラッチスリーブの操作に対する駆動部の制御のためのフローチャートである。
【図５ｂ】
速度−動作ダイヤグラムにおける駆動部の目標動作のもとでのクラッチスリーブの目標位置の達成のための様々な経路特性を示した図である。
【図５ｃ】
速度−動作ダイヤグラムにおける有利な経路特性を示した図である。
【図６】
クラッチスリーブの操作に対する駆動部の制御のためのフローチャートである。
【図３】
2004516428.tif 000008
【図４ａ】
2004516428.tif 000009
【図４ｂ】
2004516428.tif 000010
【図４ｃ】
2004516428.tif 000011
【図５ａ】
2004516428.tif 000012
【図６】
2004516428.tif 000013
【国際公開パンフレット】
2004516428.tif 000014
2004516428.tif 000015
2004516428.tif 000016
2004516428.tif 000017
2004516428.tif 000018
2004516428.tif 000019
2004516428.tif 000020
2004516428.tif 000021
2004516428.tif 000022
2004516428.tif 000023
2004516428.tif 000024
2004516428.tif 000025
2004516428.tif 000026
2004516428.tif 000027
2004516428.tif 000028
2004516428.tif 000029
2004516428.tif 000030
2004516428.tif 000031
2004516428.tif 000032
2004516428.tif 000033
2004516428.tif 000034
2004516428.tif 000035
2004516428.tif 000036
2004516428.tif 000037
2004516428.tif 000038
2004516428.tif 000039
2004516428.tif 000040
2004516428.tif 000041
2004516428.tif 000042
2004516428.tif 000043
2004516428.tif 000044
2004516428.tif 000045
2004516428.tif 000046
2004516428.tif 000047
2004516428.tif 000048
2004516428.tif 000049
2004516428.tif 000050
2004516428.tif 000051
2004516428.tif 000052
2004516428.tif 000053
2004516428.tif 000054
2004516428.tif 000055
2004516428.tif 000056
2004516428.tif 000057
2004516428.tif 000058
2004516428.tif 000059
2004516428.tif 000060
2004516428.tif 000061
2004516428.tif 000062
2004516428.tif 000063
2004516428.tif 000064
2004516428.tif 000065
2004516428.tif 000066
2004516428.tif 000067
2004516428.tif 000068
2004516428.tif 000069