JPH01120433A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子制御方式による自動クラッチ制御装置に
関し、特に、電動機をクラッチの駆動源として用いた電
子制御方式による自動クラッチ制御装置に関する。

（従来の技術） クラッチは、エンジンと変速機との間にあって、エンジ
ンの動力を駆動輪に対して断続する装置である。このク
ラッチは、摩擦クラッチ、流体クラッチ、電気クラッチ
が実用化されているが、マニュアル・トランスミッショ
ン車では、平行軸歯車式トランスミッションと摩擦クラ
ッチの一種である乾式短板クラッチが使用されているの
が普通である。

一方、電子装置を用いた車両の自動運転装置が開発され
ているが、この種の自動運転装置は、通常、遊星歯車式
のトランスミッションと流体式クラッチを用いている。

その理由の一つは制御が比較的簡単なためである。しか
しながら、マニュアル・トランスミッション車とは構造
が異なるため、マニュアル・トランスミッション車と部
品を共通に出来ない欠点を有する。

ところが、最近、マニュアル・トランスミッション車に
使用する平行軸歯車式トランスミッションと乾式短板ク
ラッチを用い、これらを電子制御装置により制御される
油圧式アクチエータにて駆動する車両の自動運転装置が
現れ、例えば、特開昭６０−１１７２２号公報に記載さ
れている。

マニュアル・トランスミッション車や上記の如き自動運
転装置に使用される乾式単板クラッチは、製造上のバラ
ツキや使用による摩耗その他の要因によって半クラッチ
位置及び完接クラッチ位置が変動する。そして、上記自
動運転装置においては、半クラッチ位置及び完接クラッ
チ位置は種々の操作における基準位置となるため、それ
らの値は、学習されて常に更新されるのが望ましい。

このような学習方式についても、上記特開昭６０−１１
７２２号に提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に記載されている半クラッチ位
置及び完接クラッチ位置の学習方法は、完接点及び継ぎ
始め点における学習であるが、それがすべてのサイクル
に対して行なわれるため、異常な値を学習してしまうと
共に、学習値自体を一回の学習で大幅に変更するため、
異常値による影響を大きく受けるという問題点があった
。

更に、このような従来のクラッチ制御装置においては、
クラッチ板の寸法上のばらつき（コニカル量）、摩耗、
または、ドリブンプレートの熱変形による摩擦係数の変
化等により、クラ・ンチ位置を制御するための基準とな
る半クラッチ位置が変化するため、発進時のショックと
か、エンジンの吹き上りなどの不都合が発生していた。

このような寸法のばらつき、摩耗量、熱変形量を測定す
るためのセンサの設置も検討されているが、未だ量産を
前提とした形には集約されていないという問題点があっ
た。

したがって、本発明の目的は、電子制御装置により制御
されるクラッチアクチュエータをもって車両のクラッチ
を駆動するクラッチ制御装置において、クラッチ制御の
際に補正された基準点によりクラッチ制御を円滑に行な
えるクラッチ制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の如き本発明の目的を達成するために、本発明は、
電子制御装置により制御されるクラッチアクチュエータ
をもって車両のクラッチを駆動するクラッチ制御装置に
おいて、電動機を駆動源とするクラッチアクチュエータ
と、該電動機を駆動制御するスイッチング素子と、スイ
ッチング素子を流れる電流を測定する手段と、該測定手
段からの信号を基にして該スイッチング素子を流れる電
流をクラッチ負荷特性に沿って制御する制御手段と、前
記クラッチ負荷特性の変曲点と半クラッチ位置とを学習
する手段と、該クラッチ負荷特性の変曲点と半クラッチ
位置とからクラッチ制御の基準点を補正してクラッチの
位置制御を実行する手段とを有することを特徴とするク
ラッチ制御装置を提供する。

（作用） クラッチアクチュエータを駆動する電動機の負荷電流を
測定し、各クラッチ位置における電動機の負荷電流の関
係を示す特性図を作成してこれをクラッチ負荷特性に代
替させる。そして該負荷特性曲線における変曲点と半ク
ラッチ位置とからクラッチ制御の基準点を補正している
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図において、１１はエンジン、１２はフライホイー
ル、１３はクラッチ、１４は電動式クラッチアクチュエ
ータで、詳細な構造は後に述べることとする。１５はピ
ストンロッド、１６はレリーズレバ−１１７はエンジン
回転センサである。１９はインプットシャフト、２０は
変速機、２１ａは変速機のアクチュエータ、２１ｂはギ
ヤ位置を検出するセンサ、２２はアウトプットシャフト
、２３は車速センサ、２４はドライバ操作用のセレクト
レバー、２５はセレクトレバーの位置を検出するセレク
トセンサ、２６はアクセルペダル、２７はアクセルペダ
ルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ、３１
は電子制御装置であり、マイコン構成になっている。即
ち、該電子制御装置３１は読取り専用のメモリ（ＲＯＭ
）３１ａと、演算結果、入力データなどを記憶する読み
／書き可能なＲＡＭメモリ３１ｂと、人出力インタフェ
ース３１ｃと、プロセッサ３１ｄを有している。（ＲＯ
Ｍ）３１　ａには（イ）クラッチ制御のための制御プロ
グラムや（ロ）クラッチ制御パターンなどが記憶されて
いる。３０はインプットシャフト回転センサである。

前記電動式クラッチアクチュエータ１４は、第１図に示
すように、駆動モータ２８を有する。該駆動モータは直
流モータからなり、印加する電圧の極性を切替えること
によって、回転方向を変えることができる。駆動モータ
２８の一方端にはロータリーエンコーダ２９が取り付け
られている。該ロータリーエンコーダ２９は、たとえば
、駆動モータの回転軸に固定され、これと一体に回転す
るガラス円板からなり、該ガラス円板にはグレーコード
が印刷されている。そして、発光素子と受光素子からな
る光検知装置が駆動モータ２８の回転軸の回転により変
化するグレーコードを読み取り、この信号を電子制御装
置３１に送ることにより、駆動モータ２８の回転軸の回
転角度、回転速度、回転方向を知ることができる。

駆動そ一夕２８の他方端には、減速機構３２が結合され
、この減速機構３２により駆動モータ２８の回転は減速
される。減速された駆動モータ２８の回転力はアクチュ
エータ部に伝達される。アクチュエータ部３３は、たと
えばボールねじ機構を用いて回転力を直線方向への駆動
力に変換される。

アクチュエータ部３３にて変換された直線運動は、クラ
ッチ１３のレリーズレバ−１６を動作するロッド３４に
伝達され、このロッド３４の左右の動きによりクラッチ
１４が動作する。

第２図は駆動モータ２８のを駆動する駆動回路を示す。

該駆動回路は、駆動モータ２８の回転方向を切り替える
切換えスイッチＳＷ１駆動トランジスタＴｒ、駆動モー
タ２８の負荷電流を検出する抵抗Ｒ１整流回路Ｒｅｃ、
アナログ−デジタルコンバータＡ／Ｄよりなる。

駆動トランジスタＴｒのベースには、駆動モータ２８の
負荷に応じてデユーティが変化するパルスが印加される
。そして、駆動モータ２８の負荷電流はアナログ−デジ
タルコンバータＡ／Ｄによりデジタル値に変換されて、
電子制御装置３１に送られる。

なお、この駆動回路は、後に詳細に述べるが、ロータリ
エンコーダ２９が故障した時のバックアップ用として役
に立つ。

次に本発明の詳細な説明する。

第３図は、クラッチ１３のレリーズレバ−１６を、クラ
ッチ完全接合の位置から完全断の位置まで動作させ、更
に、該完全断の位置から完全接合の位置まで復帰せしめ
た時のレリーズレバ−１６の位置すなわちクラッチ位置
とクラッチを動作させる負荷荷重との関係を示すもので
ある。第３図から明らかな如く、クラッチ完全接合状態
において、該位置からクラッチを断方向に駆動しようと
する時、クラッチ荷重は重く、その点からクラッチを断
方向に動作せしめると、クラッチ荷重は、成る傾きをも
って１次関数的に上昇して行くことが分る。そしてクラ
ッチが完全接合状態の位置から半クラッチの状態に穆ろ
うとする時、クラッチ荷重特性線は、Ａ点にて折れ曲が
り、傾斜が以前よりもなだらかとなる。そして、半クラ
ッチ位置Ｂを通過し、クラッチ断位置に入り、クラッチ
断の終点位置Ｃに至る。

クラッチ断の位置Ｃからクラッチを継ぎに行く時は、点
Ｃから点りに至り、点Ｅ、点Ｆを経由して、点Ｇに戻っ
て、クラッチは完全接合の状態となる。

ところで、一般に直流モータに流れる電流は、該モータ
の負荷荷重に比例することは知られている。

本発明においては、第２図に示すように、クラッチを駆
動する駆動モータをトランジスタＴｒで制御する。この
ため、該トランジスタＴｒのペースに、周波数が等しく
、駆動モータの負荷に応じてデユーティの異なるパルス
を印加し、ｉｔモータの駆動電流を制御する。すなわち
、クラッチの制御は、クラッチ本体の接又は断方向荷重
力を駆動モータの負荷電流にて判定させ、駆動モータ２
８を電源に対して負荷抵抗となる様に接続して、駆動用
のパルスのデユーティを荷重力に見合ったものとし、ク
ラッチ接又は断時の駆動モータ２８に印加する負荷電流
を変化させていく。

そして本発明において、通常の運転時には、駆動モータ
２８に接続されているロータリエンコーダ２９からの信
号が電子制御装置３１に入力されるように構成されてい
る。電子制御装置３１には、駆動モータ２８の回転数に
対応するクラッチ位置のテーブルが内部のＲＯＭに格納
されている。そして、駆動モータを所望数だけ回転させ
て、クラッチ位置制御を実行する。

上述の如きクラッチ制御装置において、車両の振動など
の原因により、′ロータリーエンコーダ２９が故障しな
いとも限らない。このような不測の事態が発生した時、
第２図に示すクラッチ制御回路は、ロータリエンコーダ
故障時のノ（・ツクアップシステムとして利用できる。

次に、該ロータリエンコーダ故障時のツマ・ツクアップ
システムについて説明する。

本発明者等の実験によれば、第３図に示すクラッチ位置
とクラッチを動作させる負荷荷重との関係を示す特性線
図において、クラッチを構成するドリブンプレートの摩
耗等が生じた時には、変曲点Ａの位置が変化するが、変
曲点Ａから０点までの距離は変化しないこたが判明した
。

このようなことから、ロータリエンコーダｈ（故障しな
い正常なりラッチ動作時におしＡて、変曲１点Ａを学習
して、電子制御装置３１内のメモリに記憶させておくと
ともに、変曲点Ａからクラッチ完全断のクラッチ位置Ｃ
までのクラッチストロークをも電子制御装置３１内のメ
モリに記憶させておく。何等かの原因でロータリエンコ
ーダ２９にＩｉ頃害が発生した場合には、電子制御装置
３１ｈ号これを察知し、ロータリエンコーダ２９からの
信号の人力を中止するとともに、アナログ−デジタルコ
ンバータＡ／Ｄから出力されるデジタル値を電子制御装
置に取り込む動作に切り替える。電子制御装置はアナロ
グ−デジタルコンバータＡ／Ｄから出力されるデ゛ジタ
ル値により駆動モータ２８の負荷電流を検知し、この値
から第３図に示される特性線図を用いてクラッチ位置を
判定する。そしてクラッチを断の位置から接の方向に駆
動させている場合において、クラッチが変曲点Ａに到達
した所で、点Ｂまでクラッチを動作させるパルス数Ｎを
トランジスタＴｒに印加して、クラッチを完全断とする
。クラッチ完全断の位置から完全接の位置までの動作は
、アナログ−デジタルコンバータＡ／Ｄから出力される
デジタル値により駆動モータ２８の負荷電流を検知し、
第３図に示す特性線図に沿って負荷電流値をパルスのデ
ユーティを変化させながら変化させ、かつ点Ｃから変曲
点Ｆまで駆動させるに必要なパルスを駆動モータ２８に
印加し、この負荷電流値が変曲点Ｆに到達した後、引き
続き点Ｇまでクラッチを動作させる。

上記の制御を第４図のフロー図により説明すると、電子
制御装置３１内のカウンタのカウント数をＮ＝１としく
ステップ１）、設定デユーティパルスをモータに加える
（ステップ２）。設定時間を経過したか否かを判定しく
ステップ３）、イエスならばモータ２８をホールドし、
クラッチを停止させる（ステップ４）。次にモータ２に
流れる電流を検出しくステップ５）、Ｎ番目の電流デー
タとしてＲＡＭ３１　ｂに記憶する（ステ・ンブ６）。

カウント数Ｎ＝１かを判別しくステップ７）、Ｎ＝１な
らばＮ番目とＮ−１番目の電流の差を求める（ステップ
８）。その差が設定値より小かを判別しくステップ９）
、イエスならば更にＮ番目の電流値が設定値以上かを判
別する（ステ・ンブ１０）。イエスならば設定デユーテ
ィパルスをモータ２に加え（ステップ１１）、設定時間
経過したかを確認しくステップ１２）、モータ２８をホ
ールドし、クラッチを停止させる（ステ・ンブ１３）。

次にクラッチ接制御の動作を説明すると、発進制御かを
確認しくステップ１４）、イエスならば設定デユーティ
パルスをモータ２に加え（ステップ１５）、設定時間経
過したかを確認する（ステップ１６）。前記ステップ１
４においてノーのときは設定デユーティパルスをモータ
２８に加え（ステップ１７）、設定時間経過したかを確
認する（ステップ１８）。

前記第１図の電動式クラッチアクチュエータ１４を使用
する場合、モータ２８に流れる負荷電流を測定すること
により、前記のばらつき要素の結合とに現れる、クラッ
チ断荷重線図を学習することにより、前記障害を解消す
ることができる。先ず負荷電流は前記の通りＩ＝Ｖ／Ｒ
である。一般に直流モータに流れる電流は、モータの負
荷荷重に比例することはすでに述べた通りである。従っ
てピストンロッド１５の位置とモータの電流を測定する
ことにより、そのクラッチの断荷重特性を学習すること
が可能である。この第３図に示す荷重線図は、クラッチ
板の寸法ばらつき、摩耗量、熱変形等の要因がすべて結
合した結果として現れるものであるから、この荷重線図
を基準としてクラッチ制御を行えば、前記の不都合は解
消されることになる。

前記第３図図示の通り、コイルスプリング方式のクラッ
チでは変曲点Ａが存在する。また半クラッチ位置をＢと
すると、Ａ−８間の制御と、Ａ−０間の制御とはクラッ
チ荷重の傾斜が異っている。特に接方向制御において、
Ａ点付近では、単位クラッチ位置に対してクラッチ荷重
が急変しているため、無造作にクラッチを継ぐとショッ
ク等が生じ易いことはいうまでもない。クラッチ制御は
半クラッチ位置８点を基準にして構成されているが、こ
のＢ点はクラッチ板の寸法のばらつき、熱変形、及びト
ランスミッションのドラッグトルクの変化などにより影
響を受ける。そこで、変曲点Ａとの距離を基準にしてク
ラッチの接合量を補正する。即ち、 クラッチの接合量 ＝［ｆ（アクセル）＋ｆ（エンジンｒｐｍ　）　＋　ｆ
（インプットｒｐｍ　）　］　ｘ　［（ＡＢ間の距１ｍ
）／（設定値）１・　・　・　（１） 以下、第５図は半クラッチ学習の過程を示すフロー図で
、まず、ギヤ位置センサ２１ｂによってニュートラルか
否かを判定する（ステップ１）。

イエスならば半クラッチ学習フラグの０Ｎ１０ＦＦを判
定する（ステップ２）。イエスならばクラッチ完接制御
状態としくステップ３）、クラッチストロークセンサの
電圧変化の有無を判定する（ステップ４）。変化があれ
ば再びステップ３に戻るが、変化がなければクラッチス
トロークセンサの電圧値を完接点学習値とする（ステッ
プ５）。設定量だけクラッチを断にしくステップ６）、
モータ２８の負荷電流を検出しくステップ７）、クラッ
チストロークセンサ３２の電圧値を読み込み（ステップ
８）、クラッチストロークセンサ３２の電圧値と、モー
タ２８の電流をＲＡＭに記憶する（ステップ９）。ステ
ップ１０では、クラッチストロークセンサ３２の電圧値
を設定値と比較し、設定値より大であればステップ１１
に進む。

徐々にクラッチを継なぎ（ステップ１１）、インプット
回転数Ｎｉとエンジン回転数Ｎｅとを比較しくステップ
１２）、Ｎｉ≧１　／　２−　Ｎ　ｅであればクラッチ
を停止する（ステップ１３）。インプットシャフトが回
転しているか（ステップ１４）、設定時間を経過したか
（ステップ１５）を判断し、何れもイエスであれば、ク
ラッチストロークセンサ３２の電圧値を半クラッチ学習
値とする（ステップ１６）。次に、前記ＲＡＭの記憶値
からモータ２８に流れる負荷電流の変化勾配を求め、そ
の変曲点をＡ点として、対応する電流値。

と、クラッチ位置とをＡ点の学習値とする（ステップ１
７）。前記半クラッチの学習値とＡ点の学習値との差を
計算しくステップ１８）、半クラッチ学習フラグをＯＮ
にする（ステップ１９）。

また、ステップ１においてトランスミッションがニュー
トラルではないと判断された時は、半クラッチ学習フラ
グをクリアーしくステップ２０）、ステップ２から１９
までのステップは全て省略されて、制御は終了する。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施態様に
ついて説明したが、その好ましい実施態様の説明は、構
成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲に記載
された本発明の精神に反しない限りでの種々な変形、あ
るいはそれらを組み合わせたものに変更することができ
ることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、クラッチ制御装
置において、クラッチを電子制御するシステムはクラッ
チアクチュエータに電動式アクチュエータを適用したこ
とにより、駆動モータに一定のデユーティパルスを加え
て、クラッチ断制御を行うことができ、また駆動モータ
に流れる電流を測定し電流変化を求めることによってク
ラッチの完断点、半クラッチ位置、及びクラッチ作動速
度を適切に制御するクラッチ制御装置を提供できる。

従って本発明によれば、補正された正確なりラッチ基準
位置を学習することにより、半クラッチ位置のばらつき
に対する発進時のショックとか、エンジンの吹き上りな
どの不都合を防止し、常に安定で、安全な車両の運行を
行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクラッチ制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は、クラッチアクチュエータ用駆動
モータの駆動回路図、第３図は、クラッチ負荷荷重特性
図、第４図は、クラッチ制御フロー図、第５図は、半ク
ラッチ位置学習フロー図である。 １４・・・クラッチアクチュエータ、１７・・・エンジ
ン回転センサ、２３・・・車速センサ、２８・・・駆動
モータ、２９・・・ロータリーエンコーダ、３０・・・
インプットシャフト回転センサ、３１・・・電子制御装
置、３２・・・クラッチストロークセンサ。 特許出願人　いすｙ自動車株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　辻　　　　　　實り＋−
／−＋イ」シ！コター 第２図 手　元売　ネ甫　正　（）（方式） １．事件の表示 昭和６２年　特許願　第３３５１３０号２、発明の名称 クラッチ制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京部品用区南犬井６丁目２２番１０号ジ　ド
ウシャ 名　称　いすＸ自動車株式会社 トビ　　ャ７　　カズ　　才 代表者　　飛　山　−男 ４、代理人 住　所　〒１０１東京都千代田区神田小川町３−１４昭
和６３年７月６日（全送日６３．７．２６）６、補正の
対象 図面 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子制御装置により制御されるクラッチアクチュエー
   タをもって車両のクラッチを駆動するクラッチ制御装置
   において、電動機を駆動源とするクラッチアクチュエー
   タと、該電動機を駆動制御するスイッチング素子と、ス
   イッチング素子を流れる電流を測定する手段と、該測定
   手段からの信号を基にして該スイッチング素子を流れる
   電流をクラッチ負荷特性に沿って制御する制御手段と、
   前記クラッチ負荷特性の変曲点と半クラッチ位置とを学
   習する手段と、該クラッチ負荷特性の変曲点と半クラッ
   チ位置とからクラッチ制御の基準点を補正してクラッチ
   の位置制御を実行する手段とを有することを特徴とする
   クラッチ制御装置。