JPH0452720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両のエンジンと変速機との間に設け
られた電磁クラツチの制御装置に関するものであ
る。

一般に車両用クラツチとして磁性粒子式電磁ク
ラツチを使用して変速操作時や車両発進時のクラ
ツチペダルによるクラツチ操作を自動化したもの
があるが、従来のこの種の装置においては変速操
作時にはシフトレバーからの変速信号により電磁
クラツチの励磁電流は遮断されてエンジンと変速
機間の連結を断ち、変速操作終了により電磁クラ
ツチは連結される。又、この電磁クラツチはアク
セルペダル開放時には励磁が断たれるが、アクセ
ルペダルの踏込操作により励磁電流がエンジン回
転数に対応して制御され、車両発進時の滑かな発
進を可能とする。さらには、車速が設定値電磁ク
ラツチを変速機と直結、すなわち全励磁させる速
度。例えば20Km／ｈ以上ではアクセルペダル位置
はエンジン回転数に無関係にクラツチを全励磁す
ることにより、車両の減速時にアクセルペダルが
開放された状態でもエンジンブレーキを作用させ
ることを可能にすると共に通常走行時においても
クラツチのスリツプを防止して伝達のロスを無く
しクラツチの発熱を軽減するようにしている。

すなわち、従来の電磁クラツチはクラツチを変
速機と直結させる所定車速以上で車両が走行して
いる状態（ほぼ通常走行と言える。）では、アク
セルペダル位置やエンジン回転数に無関係にクラ
ツチを全励磁即ち車両走行に当り必要な最大トル
ク以上の伝達トルクを常に発生するようにしてい
た。しかしながら、通常走行時においてアクセル
ペダルを開放したときには電磁クラツチを全励磁
する必要はなく、エンジンブレーキトルクに相当
する伝達トルクだけを発生すれば充分であり、か
なりの量の励磁電流が無駄に消費されるという欠
点があつた。又、例えば下り坂走行の際にアクセ
ルペダルを開放しておくと、車速が所定値以下で
は電磁クラツチの励磁電流が零にされているため
車両にはエンジンブレーキが作用せず、車両が下
り坂により順次加速されて所定車速に達すると電
磁クラツチが急に全励磁されてエンジンブレーキ
が急激に作用し、車両に大きな衝撃を発生して運
転者に不快感を与えるという欠点があつた。

本発明は上記のような欠点を除去するためにな
されたもので、アクセルペダルの開放もしくは踏
込状態、および車速が所定車速以上か否かにより
車両の走行状態を４つに区分し、各々の走行状態
に対応してエンジン回転数に応じた電磁クラツチ
の励磁電流特性を設定することにより、車両の走
行状態に応じた最適な励磁電流で電磁クラツチを
制御するよう構成したもので、このような構成に
よつて電磁クラツチの消費電流の低減を計るとと
もに、いかなる走行状態のときにも常に快適な運
転が可能な車両用電磁クラツチの制御装置を提供
することを目的とするものである。

以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図において、１は自動車のエンジンと変
速機との間に設けられた磁性粒子式電磁クラツチ
の励磁コイルで、車載バツテリ２の電源電圧が印
加される。３は励磁コイル１の給電回路に直列に
接続され、スイツチング動作する出力トランジス
タ、４，５は出力トランジスタ３のオフ時に励磁
コイル１の電磁エネルギーを所定の時定数をもつ
て放出させる転流回路を構成するダイオードと抵
抗であり、電磁クラツチは励磁コイル１の電流値
にほぼ比例して連結トルクが発生する。６は励磁
コイル１を流れる電流を転流中も含めて電圧とし
て検出するための抵抗、７は抵抗８〜１０と共に
非反転増幅回路を構成するオペアンプで、この増
幅回路は抵抗６の両端の電圧を増幅する。１１は
コンパレータで、前記増幅回路の出力電圧を反転
入力端子に入力され、この電圧と非反転入力端子
に印加される電圧とを比較し、その結果に応じて
HighあるいはLOWの信号を出力する。抵抗１
２，１３はコンパレータ１１の出力を非反転入力
端子に抵抗比で決る電圧分だけ正帰還し、大小比
較レベルにヒステリシスを設けるためのものであ
る。１５はコンパレータ１１の出力に応じてスイ
ツチング動作するトランジスタで、抵抗１６〜１
８と共に出力トランジスタ３をオンオフ動作させ
る増幅回路を構成する。

一方、１９はエンジン回転数に応じた周波数で
パルスを発生するエンジン回転信号発生器で、例
えば点火火花に同期して発生する点火コイルの一
次電圧パルスなどを発生する。２０は車両の速度
信号発生器で、具体的には変速機の出力軸の回転
数に比例した周波数のパルス信号を発生する回転
センサで形成する。２１はアクセルペダルの開放
あるいは踏込に応じて反転信号を出力するアクセ
ルスイツチ、２２は変速機で変速シフトが行われ
ているときに信号を出力するシフトスイツチであ
る。２３はエンジン回転信号発生器１９，車速信
号発生器２０、アクセルスイツチ２１およびシフ
トスイツチ２２の出力信号を受けて逐次エンジン
回転数Ne、車速Vwを計算しつつ、車両の走行
状態に応じて予め定めた励磁コイル１の励磁電流
値に応じたデイジタル出力信号を発生する演算装
置で、デイジタル式のマイクロコンピユータを含
んで構成される電子回路である。２４はデイジタ
ル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器で、演算装置２３
のデイジタル出力をアナログ電圧に変換し、抵抗
１４を介してコンパレータ１１の非反転入力端子
に入力する。

次に上記装置の動作を第２図、第３図を用いて
説明する。エンジン回転数Neは回転信号発生器
１９から入力される信号の時間間隔を基にして該
信号入力毎に演算装置２３の内部で計算され、車
速Vwも車速信号発生器２０からの信号を受取つ
てエンジン回転数Neの計算と同様に逐次計算さ
れ、夫々の結果は演算装置２３の内部の記憶手段
に記憶される。一方、アクセルスイツチ２１およ
びシフトスイツチ２２の出力は充分に短い周期
（例えば5msec）毎に演算装置２３に入力され、
演算装置２３ではエンジン回転数およびアクセル
スイツチ２１と車速Vwとのデータを合せて第２
図に示す４つの走行状態（モード）のうちのどの
領域に属しているかを逐次（例えば5msec毎に）
判断し、引き続いて第２図のａ〜ｄの各モードに
対応している第３図の４種類の特性線（後で詳述
する。）の１つを選択し、そのときのエンジン回
転数に応じた励磁電流値をデイジタルデータとし
てＤ／Ａ変換器２４に出力する。Ｄ／Ａ変換器２
４はこのデイジタルデータをアナログ電圧に変換
し、この出力電圧は抵抗１２，１４で分圧されて
コンパレータ１１の非反転入力端子に印加され
る。コンパレータ１１以後の回路はコンパレータ
１１の非反転入力端子に印加された設定電圧に比
例した電流を励磁コイル１に供給するように構成
した電流制御回路である。即ち、前述したよう
に、励磁コイル１を流れる電流をその転流期間中
も含めて抵抗６の両端で電圧として検出し、オペ
アンプ７等でこの電圧を所定倍だけ線形増幅し、
この増幅電圧が前記設定電圧より大のときにはト
ランジスタ１５およびトランジスタ３がオフして
コイル電流は転流回路を通つて減少し、逆に小の
ときにはトランジスタ１５，３がオンしバツテリ
２からの電流供給が増大するように作動する。こ
うした電流制御において特にコイル電流を直接駆
動するトランジスタ３をその消費電力を極力低減
するようにオンあるいはオフというスイツチング
動作を行わせるために、また電磁クラツチの制御
モードの判定は車速信号によつて行なうが車速信
号発生器２０の精度はあまり良くないので、車速
信号の変動によつてクラツチの制御モードが誤判
定されないために、前述したようにコンパレータ
１１の比較レベルに適当なヒステリシスが設けら
れている。

次に電磁クラツチの励磁電流の設定について、
第２図および第３図を用いて詳しく説明する。第
２図におけるモードａ〜ｄは車両の走行状態を４
つに区分したもので、第３図の特性線ａ〜ｄと
各々対応している。特性線ａ〜ｄはエンジン回転
数Neに対する電磁クラツチの励磁電流の特性曲
線で、演算装置２３の内部の記憶手段（半導体メ
モリ）に予め記憶されており、判別手段の出力に
基づいて特性線ａ〜ｄのうち１つが選択されるも
のである。

まず第２図のモードａはアクセル踏込かつ、車
速が電磁クラツチを変速機に直結させる所定車速
（実施例では20Km／ｈ）以下の状態、すなわち車
両の発進時に相当し、このとき電磁クラツチの励
磁電流は第３図の特性線ａに基づいて制御され
る。特性線ａはエンジン回転数が低いときはエン
ジンの発生駆動トルクが電磁クラツチの連結トル
クよりも大きくなるように設定されており、エン
ジン回転数が上昇するにしたがつて電磁クラツチ
の連結トルクを徐々に大きくするように設定され
ている。従つてモードａにおいて、エンジンの発
生駆動トルクが電磁クラツチの連結トルクよりも
大きいときはクラツチがすべる、いわゆる半クラ
ツチ状態にあり、エンジン回転数が上昇して電磁
クラツチの連結トルクが徐々に上昇することによ
り滑らかな発進操作が実行される。

第２図のモードｂはアクセル踏込かつ車速が電
磁クラツチを変速機に直結させる所定車速（実施
例では20Km／ｈ）以上の状態、すなわち通常走行
状態に相当する。モードｂに対応する第３図の特
性線ｂはスロツトルバルブ全開時におけるエンジ
ンの発生駆動トルクの特性曲線に対応して設定さ
れており、電磁クラツチの連結トルクがエンジン
の発生駆動トルクに負けてすべりが生じることが
ないように設定されている。従つて、このモード
ｂの状態においては、電磁クラツチは充分な連結
トルクを発生し、エンジンと変速機とは滑ること
なく直結される。

第２図のモードｄはアクセル開放かつ車速が所
定車速（20Km／ｈ）以上の状態、すなわち通常走
行状態（モードｂ）でアクセルペダルを開放した
状態に相当し、このときエンジンはブレーキとし
て作用する。この状態では、車両にはそのときの
エンジン回転数に対応したエンジンブレーキがか
かれば良いので、クラツチとしてはエンジンブレ
ーキトルクを伝達できる連結トルクを発生してい
れば必要かつ充分である。したがつて第３図の特
性線ｄはエンジンブレーキトルクに対応する連結
トルクを発生させるようなエンジン回転数にほぼ
比例した励磁電流を与える特性、すなわち、エン
ジン回転数とスロツトルバルブ全閉時の無負荷エ
ンジン回転数NOとの差にほぼ比例するエンジン
ブレーキトルクより若干大きい連結トルクを発生
するような特性に設定されており、上記エンジン
ブレーキトルクを伝達するのに必要かつ充分な量
だけ連結トルクを発生するように設定されてい
る。すなわち、従来装置においては車速が所定値
を越えると、アクセル状態やエンジン回転数に関
係なく電磁クラツチを全励磁させていたのに対
し、本発明ではエンジンブレーキトルクを伝達す
るのに必要かつ充分な量の励磁電流しのみお与え
ることによつて、電磁クラツチの消費電流の大幅
な低減を計つている。

第２図のモードｃはアクセル開放かつ車速が所
定車速（実施例では20Km／ｈ）以下の状態、すな
わちエンジンがブレーキとして作用し、かつ極低
速にある状態に相当する。モードｃに対応する第
３図の特性線ｃは上記特性線ｄよりも若干小さく
設定されており、エンストを防止しながら、エン
ジン回転数に対応した小さな連結トルクを発生さ
せるようなエンジン回転数にほぼ比例した励磁電
流を与える特性に設定されている。すなわち特性
線ｃによれば極低速において必要なエンジンブレ
ーキトルクを伝達するのに必要かつ充分で、さら
にエンストを引き起こす程もは大きくない連結ト
ルクを得られることになる。従つてモードｃにお
いては、急停車にともなうエンストを未然に防止
するとともに、極低速の状態までのエンジンブレ
ーキを可能にしている。さらに、下り坂等でアク
セル開放で発進が行われた場合には、初めは特性
線ｃによりエンジンブレーキトルクが与えられ、
車両が所定車速（20Km／ｈ）に達すると次いで特
性線ｄによりエンジンブレーキトルクが与えられ
ることになるので、従来のように車速が所定の速
度に達した途端に急激なエンジンブレーキがかか
るということがなく、運転者に不快感を与えるこ
ともない。

尚、上記の動作説明では変速機の操作について
は述べなかつたが、手動式で連続可能でない変速
機の場合には、変速操作が行われた際には電磁ク
ラツチの励磁を解きエンジンと変速機間の連結を
開放するように制御するのは従来と同様である。

以上のように本発明においては、車両のエンジ
ンと変速機との間に配設され、励磁電流の大きさ
に応じて伝達動力が変化し得る電磁クラツチにつ
いて、アクセル操作と車速とにより車両の走行状
態を判別し、判別された走行状態に対応した励磁
電流特性曲線にエンジン回転数を照らしあわせて
励磁電流の大きさを制御することにより、車両の
発進や通常走行時のクラツチ操作の自動化は言う
までもなく、極く低速までエンジンブレーキ作用
を可能にするとともに下り坂走行時等のエンジン
ブレーキによる衝撃を緩和することを可能にし、
さらに励磁電流の消費を必要にして十分な量に低
減することを可能にする車両用電磁クラツチの制
御装置を実現することができる。又、電磁クラツ
チの制御モードは所定車速以上と以下とで変更さ
れるが、車速信号には誤差が大きいので、この所
定車速にヒステリシスを持たせることにより制御
モードの誤判定を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の電気的構成図、第２図は
本発明装置において制御上区分される４つの走行
状態を示す図、第３図は本発明装置において各走
行状態に対応して設定される電磁クラツチの励磁
電流の特性線図である。 １……励磁コイル、３……出力トランジスタ、
７……オペアンプ、１１……コンパレータ、１９
……エンジン回転信号発生器、２０……車速信号
発生器、２１……アクセルスイツチ、２２……シ
フトスイツチ、２３……演算装置、２４……Ｄ／
Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両のエンジンと変速機との間に配設され、
   励磁コイルへ供給される励磁電流にほぼ比例した
   連結トルクを発生する磁性粒子式電磁クラツチ
   と、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検
   出手段と、 アクセルペダルか開放が踏込かを検出するアク
   セル状態検出手段と、 上記車速検出手段によつて検出された車速が上
   記電磁クラツチを連結させる所定車速以上に達し
   たか否かを判定する車速判定手段と、 この車速判定手段とアクセル状態検出手段の出
   力によつて、アクセル踏込で所定車速以下の第１
   のモード、アクセル踏込で所定車速以上の第２の
   モード、アクセル開放で所定車速以下の第３のモ
   ード、及びアクセル開放で所定車速以上の第４の
   モードを判別する判別手段と、 上記第１から第４のモードに対応して上記電磁
   クラツチの励磁電流値を決定するための第１、第
   ２、第３、第４の電流特性が設定記憶され、少な
   くとも第４の電流特性はエンジンブレーキトルク
   に対応する連結トルクを発生させるようなエンジ
   ン回転数にほぼ比例した励磁電流を与える特性に
   設定され、第３の電流特性はエンストを防止しな
   がらエンジン回転数に対応した小さな連結トルク
   を発生させるようなエンジン回転数にほぼ比例し
   た励磁電流を与える特性に設定され、上記判別手
   段とエンジン回転数検出手段によつて、対応する
   電流特性に従つた電流値信号が出力される記憶手
   段と、 この記憶手段の出力に従つて上記電磁クラツチ
   の励磁電流を制御する制御回路を備えたことを特
   徴とする車両用電磁クラツチの制御装置。 ２ 前記車速判定手段の判定基準値は所定の大き
   さのヒステリシスを設けて設定したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用電磁クラ
   ツチの制御装置。