JPS6237781Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、補助力操作式サーボ装置を用い、エ
ンジンと変速機との間に設けた自動車のクラツチ
の自動操作装置で、アクセルペダルの位置と、ク
ラツチの前後で測定される回転数とに応じてサー
ボ装置の補助力作用を制御する制御装置を設け、
該制御が、車の発進時（初めの変速機入力軸回転
数がほぼ零のとき）前記サーボ装置の補助力作用
を、前記クラツチの前で測定されるエンジン回転
数がアクセルペダルの位置に応じて予め決まる所
望回転数を中心にして所定の回転数範囲内にある
ように制御するようにしたクラツチの自動操作装
置に関する。

本出願人の先願（実願昭54−106899号（実開昭
55−35000号公報参照）出願）によれば補助力で
操作されるサーボ装置により自動車のクラツチを
自動的に操作する装置は提案されていて、該装置
においては、始動の間、エンジンの回転数が所定
の回転数の巾内で、アクセルペダルの位置に応じ
て可変の所望回転数を保持している。この場合、
エンジンの回転数の所望値は最大引張り力（引張
り力とはエンジンが自動車を動かそうとする力を
意味する。以下明細書中において同じ）の曲線に
応じて変化すべきものとし、即ち所望回転数はそ
れぞれのアクセルペダル位置において、その回転
数に一致していて、その際このアクセルペダルに
属する最大エンジントルクを生じている。しかし
これは、比較的大きなクラツチ作業を必要とし、
可なり大きな熱の発生を伴い対応して摩耗が大き
く、又騒音の発生も大きいものとなつていた。

本考案は、この従来技術による装置を前述の欠
点をなくすように改善することを課題とする。

この課題は本考案によれば次のようにして解決
される。即ち空転回転数から始まつて連続して又
は不連続的に階段状に上昇させるにあたり、所望
回転数を、少なくともスロツトル弁が全開状態近
くになるまでアクセルペダルを操作する範囲で
は、それぞれのペダル位置に伴う最大引張り力を
有する回転数以下の回転数になるよう維持し、弁
開度が最大となるようアクセルペダルを操作する
範囲では、最大引張り力に対応する回転数となる
よう切り換えて上昇するよう制御装置を構成する
ことによつて解決される。このようにすることに
より、始動曲線として特定すべき曲線が所望回転
数に設定され、その際少くともアクセルペダルの
強い操作範囲で常に回転数が最大引張力の回転数
の下側に維持される。この様にエンジンの回転数
のレベルを制限することは、発熱及び摩耗に対し
て比較的小さな値でクラツチ動作を比較的少なく
するものである。同時に、エンジンの騒音及び消
耗を低回転数であるので低減する。しかし限界始
動特性を改善するためには、始動回転数を全負荷
近域で、最大トルクに属する回転数迄突然上昇す
べきである。この場合エンジン回転数の上昇を、
全負荷曲線上、即ち最大ペダル操作乃至は最大絞
り弁開度の曲線上で行なうか、そうでない時は幾
らか小さな絞り弁開角で既に全負荷状態になる前
に行なうようにすることもできる。

両方の場合、切換点は力の閾値により、即ちア
クセルペダルに付加的なバネストツパーを設ける
ことにより行われるので、この運転範囲の到達が
ペダルの力を上げることにより与えられる。全負
荷線への回転数の上昇は、いわゆるアクセルペダ
ルの過剰燃料供給範囲に接続され、即ち切換点が
アクセルペダルの通常の運動範囲を越えて行われ
る。

この力の閾値により、運転者は到達負荷状態に
対する付加的情報を得て、その運転者の要求を更
に良好に伝達できる。エンジンが全負荷に達する
前に回転数を衝撃的に上昇する場合、この点が同
時に、混合気発生器内で過剰負荷が発生すること
を防いで経済的な運転様式に対する連続負荷点で
もありうる。

高いレベルの始動の際にも始動回転数の上昇は
補助的なものでありうる。即ち、充填量を減少
し、燃料過剰混合物によるエンジン出力の低下の
問題は、（４ストロークサイクル内燃機関では）
更に早期着火により解決できるからである。この
範囲における自動車の運転を改良するためには、
高いレベルにおいて、回転数レベルが高い始動曲
線n₁をエンジンの特性（混合気発生器、点火調節
曲線）により与えられる需要に対応して決定する
ことを提案できる。このためペダルの位置に対す
る所望回転数の経過を例えば気圧計により測定さ
れた量に応じて可変とする。

本考案は、制御装置がサーボ装置の補助力作用
を制御するサーボ量を生じ、該サーボ量がエンジ
ンの回転数の実際値と所望値の差に応じているこ
とを提案する。この場合、サーボ量は回転数の差
が大きくなるに従い線形又は漸増的に増加し、そ
の際サーボ量は、サーボ装置の前に接続された制
御弁の時間間隔を置いて行われる制御のパルス継
続時間又はパルス周波数とすることができる。先
願の実施形態では所望回転数を達した時制御過程
が逆方向に解除されるような所望回転数の両側に
固定の回転数限界が予め与えられているけれど
も、本考案により予め与えられた制御は全体的に
任意に行われうるし、回転数所望値からの距離が
大きくなるにつれてエンジン回転数をこの所望値
に近づけるサーボ量がますます大きくなるように
して回転数限界間の煩わしい行つたり来たりが避
けられる。

次に実施例を示した図面により本考案を詳細に
説明する。

第１図には汎用の自動車用エンジン１を示し、
該エンジン１はフライホイール３とクラツチ４を
介して各々の変速段を手動切換する手動変速機２
に接続している。クラツチ４は汎用の自動車に用
いられているのとは異りペダルで操作可能ではな
く、少くとも補助力操作式サーボ装置５、例えば
空圧式負圧サーボ装置５により嵌脱可能である。
このためサーボ装置は２個の切換弁１３，１５を
付設していて、該切換弁１３，１５は制御装置６
の制御信号に応じてサーボ装置５の作動室を、大
気に通じる導管１４又は負圧貯蔵器１７に通じる
導管１６とに接続している。この場合負圧貯蔵器
１７は負圧導管１８を介して４ストロークサイク
ルとして形成したエンジンの吸気管１０にスロツ
トル弁９の後方で逆止弁１９を介して負圧の供給
を受けるために接続できる。制御装置６は、スロ
ツトル弁９を操作するアクセルペダル７の位置に
応じてサーボ装置５の圧力操作を行うために切換
弁１３，１５に信号を与える。このためアクセル
ペダル７にはペダルの位置を検出する発振器８を
設けている。その替りにスロツトル弁の角度を検
出する発振器を用いてもよい。制御装置６はクラ
ツチ４の前後の軸の回転数に対する情報をこれ等
から受ける回転数検出器１１，１２を有してい
る。

次に本考案により自動的にクラツチを操作する
装置の機能を述べる。この場合始動が問題であ
り、即ち自動車を動かすためにエンジンは回転し
自動車は静止している場合のクラツチのつなぎを
問題をする。

回転数検出器１２によつて測定される変速機入
力軸の回転数０により確定される始動の際、本考
案によるクラツチの嵌合過程は、エンジン回転数
がクラツチをつないだり外したりすることにより
所定の所望値にされるように制御される。この所
望値はペダルの位置乃至スロツトル弁の開口角度
に応じて可変である。この場合制御は時間的間隔
で順次発生する制御パルスによりステツプ的に実
施され、その際パルスの継続時間又は周波数の変
化により、制御装置６が制御過程に対する作用を
受ける。この場合、パルスの継続時間又は周波数
により形成されたサーボ量はエンジンの実際値と
所望値間の差に応じて可変とし、その際回転数の
差が大きくなると共にサーボ量が線形又は漸増的
に増加する。他言すればエンジンの回転数がクラ
ツチを操作することにより所望値方向に案内さ
れ、その際その回転数が所望値から外れていれば
外れている程早期に近づけるように制御される。
この場合、所望値の曲線は空転回転数ｎ_Lから始
まつてより低い回転数の側に延びる。即ち所望回
転数は各ペダル位置に属する最大トルクの回転数
以下になつている。最大アクセルペダル操作又は
スロツトル弁の最大開口角度の範囲において、所
望回転数は最大トルクに対応する回転数に突然上
昇すべきである。

第２図において所望回転数n₁Sollの曲線はエン
ジンの特性曲線に表示されていて、この場合エン
ジントルクMdをエンジン回転数n₁に相対して表
示している。パラメーターとして一定のスロツト
ル弁の角度α乃至対応したペダル操作を与えてい
る。始動曲線n₁Sollは曲線２０で示していて、該
曲線２０は点２１で示した空転回転数ｎ_Lから出
発し点２２迄経過し、その際回転数は一定に上昇
している。この特性曲線から明瞭な如く、回転数
は、少くともスロツトル弁開度乃至対応したペダ
ル操作量が比較的大きい範囲で、それぞれのスロ
ツトル弁開度乃至ペダル位置における最大トルク
に属する値より下の値にある。

始動曲線n₁Sollの連続的上昇経過の代りに、こ
れを数回の僅かな飛躍、最低で１つ、特に有利に
は４つの不連続の飛躍する曲線によつて交換して
もよい。

全負荷近域において、限界始動条件を改善する
ために始動回転数を最大トルクMd_naxに対応する
エンジン回転数nMd_nax迄上昇すべきである。こ
の上昇と対応して２個の可能性があり、そのうち
一つは点２２から点２６を介して点２３迄の実線
の曲線部分２４により与えられ、又もう一つは点
２２から点２７を介して点２３迄の点線の曲線点
線部分２５により与えられている。第１の場合、
回転数の上昇は全負荷曲線α_naxに達する前に行
われ、即ち、最大ペダル操作に対応しないペダル
位置で行われ、他方第２の場合、回転数の上昇は
全負荷曲線に達すると直ちに実施される。両方の
場合共、押圧閾値をアクセルペダルに乃至は全負
荷曲線に切換える場合に、即ちアクセルペダルが
完全に踏込まれた場合にペダルの遊び行程（過剰
燃料）と関連させて設け、該閾値が回転数の上昇
に対応するアクセルペダル位置に達するか、場合
によつては越えたことをはつきりと示し、力を更
に強く加えた時にのみ可能となるようにさせるの
が望ましい。このことは限界始動回転数を避け
て、乃至は走行運転中混合気製造器内に付加燃料
供給を有する過負荷領域を避けて節約した走行を
行ないうるものである。

本考案による制御装置の作用を例示する。自動
車を始動する際アクセルペダルを、スロツトル弁
が第２図のα_Xで示した位置を占める量だけ踏込
んだと仮定する。この位置には、点２８にある所
望回転数ｎ_1SOLLXが所属する。完全にクラツチが
外れた状態から出発し、サーボ装置５は切換弁１
３がタクト状に制御を受けることにより時間的に
制御された状態で大気圧の作用を受け、従つてク
ラツチ４はここで特に図示していない周知の操作
手段により嵌合状態に操作される。この場合、切
換弁１３の制御は制御装置６から受け、エンジン
回転数のの実際値と所望値の差の量に応じて切換
弁１３の開口を行うパルスの継続時間又は周波数
が変化する。この場合、このサーボ量が大きけれ
ば大きい程回転数の差は大きい。このことはエン
ジンの回転数が、始動の始めに所望値より小さい
場合に切換弁１５の制御にも同様適用できる。制
御装置６は実際回転数が所望回転数より大きいか
小さいかによつて切換弁（１３又は１５）のタク
ト的制御に用いられる回転数の差△ｎを形成す
る。

第２図において、エンジン回転数が始動中所望
値回転数より大きい場合に回転数の差を△_o1g
（点２６）を示していて、エンジンの回転数が所
望回転数より小さい場合には対応した回転数の差
を△_o1k（点２７）で示している。

回転数の差の量に応じて可変制御量（パルス継
続時間又は周波数）で制御弁を本考案により制御
することは、従来の方法における、所望回転数の
両側の回転数帯域により与えられる回転数の限界
値間でクラツチを所定の如く嵌脱することをなく
すことになる。本考案ではエンジン回転数は一方
から所望回転数に引寄せられ、その際パルス継続
時間又は周波数により形成されるサーボ量が始動
線に増々接近して小さくなり、従つてクラツチの
操作を常により敏感なものとする。始動過程はク
ラツチの前後の回転数が略々同一になると完全に
終了する。

制御弁を制御するための制御パルスが一定では
ない、即ちクラツチがつながつていても完全に切
れていても周波数は発生すべきであるが、むしろ
クラツチの嵌脱過程のみに、即ち必要な場合にパ
ルスを発生させるのみで充分である。このように
するとエネルギー消費を小さくし、制御弁の耐久
性を長くし、無駄な時間を実質的になくしてい
る。

図示の実施例とは異り、サーボ装置５の制御を
次の様に行つてもよい。

制御装置６が先ず電気的に作動する予備制御弁
を作動し、該予備制御弁はエネルギーレベルが低
く、小さな制御横断面を有している。この予備制
御弁は場合により共通の主制御弁を作動し、該弁
はエネルギーを与えるサーボ媒体、例えば負圧で
作動し、比較的大きな流通横断面を有するように
する。この場合予備制御弁を配置すると、制御装
置６による電子的制御に改善できる。その理由は
小さくて安価なパルス増巾器（トランスデユーサ
ー）を用いることができ、又付加的に小さなサー
ボ弁はその切換時間が短いからである。この点は
制御回路の機能を著るしく改善する。

図示の実施例ではサーボ装置５を通気するこ
と、即ち大気に接続することによりクラツチをつ
なぎ、サーボ装置５を脱気すること、即ち負圧貯
蔵器１７に接続することによりクラツチを外すよ
うにしている。しかし、当然サーボ装置を通気で
クラツチを外し、脱気でクラツチをつなぐように
形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるクラツチ制御装置のブロ
ツクダイヤグラムであり、第２図はパラメーター
としてアクセルペダルの位置に対応したスロツト
ル弁開度を用いて、エンジンのトルクに応じて始
動中に保持すべきエンジン所望回転数の経過をエ
ンジン特性曲線図に示したものである。 １…エンジン、２…変速機、４…クラツチ、５
…サーボ装置、６…制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 補助力操作式サーボ装置５を用い、エンジン
   １と変速機２との間に設けた自動車のクラツチ
   の自動操作装置で、アクセルペダル７の位置
   と、クラツチ４の前後で測定される回転数とに
   応じてサーボ装置５の補助力作用を制御する制
   御装置６を設け、その制御装置６が、車の発進
   時（初めの変速機入力軸回転数がほぼ零のと
   き）前記サーボ装置５の補助力作用を、前記ク
   ラツチ４の前で測定されるエンジン回転数がア
   クセルペダル７の位置に応じて予め決まる所望
   回転数を中心にして所定の回転数範囲内にある
   ように制御するようにしたクラツチの自動操作
   装置において、空転回転数から始まつて連続し
   て又は不連続的に階段状に上昇させるにあた
   り、所望回転数を、少なくともスロツトル弁９
   が全開状態近くになるまでアクセルペダル７を
   操作する範囲では、それぞれのペダル位置に伴
   う最大引張り力を有する回転数以下の回転数と
   なるよう維持し、弁開度が最大となるようアク
   セルペダル７を操作する範囲では、最大引張り
   力に対応する回転数となるよう切り換えて上昇
   するよう制御装置６を構成したことを特徴とす
   るクラツチの自動操作装置。 (2) 所望回転数が外気圧力に応じて可変であるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載のクラツチの自動操作装置。 (3) 最大アクセルペダル操作に達した時に初めて
   最大引張り力に対応する回転数へと所望回転数
   の切り換え上昇が行われることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項に記載のクラツチ
   の自動操作装置。 (4) アクセルペダル操作が最大値以下であつても
   最大引張り力に対応する回転数へと所望回転数
   が切り換わり上昇することを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載のクラツチの自
   動操作装置。 (5) アクセルペダル７が、回転数の切り換え上昇
   を行うペダル位置に達した時に有効に働く力の
   閾値を有し、ペダル力を大きくした時にのみそ
   の閾値を越えうるようにしたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第３項又は第４項に記
   載のクラツチの自動操作装置。 (6) 力の閾値が付加的な弾性ストツパーにより形
   成されていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第５項に記載のクラツチの自動操作装
   置。 (7) 制御装置６がサーボ装置５の補助力作用を制
   御するサーボ量を生じ、そのサーボ量はエンジ
   ン回転数の実際値と所望値の差に応じているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   〜第６項のうちいずれか１項に記載のクラツチ
   の自動操作装置。 (8) サーボ量は回転数の差が高くなると共に線形
   又は漸増的に増加することを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第７項に記載のクラツチの自
   動操作装置。 (9) サーボ量が、ある時間間隔で行われ且つサー
   ボ装置５の前に接続された制御弁１３，１５の
   制御のパルス継続時間又はパルス周波数である
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第７
   項又は第８項に記載のクラツチの自動操作装
   置。