JP2721964B2 - 電磁式クラッチのクラッチ制御方法 - Google Patents

電磁式クラッチのクラッチ制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、車両用の電磁式クラッチのクラッチ制御方
法に関し、特に、エンジンと無段変速機との間に設けら
れる電磁式クラッチのクラッチ制御方法に関する。 【従来の技術】 従来、この種のクラッチ制御方法としては、特開昭60
−161224号公報（特願昭59−15421号）に記載のものが
公知である。ここでは、電磁式クラッチと無段変速機と
を組合わせて使用する時、車両走行の各状態で電磁式ク
ラッチを最適制御し、望ましい車両走行性能を得るよう
に、定常走行状態として少なくとも逆励磁モード，発進
モード，ドラッグモードおよびアクセル踏込み状態に応
じた２種類の直結モードを有し、各セレクト位置および
走行状態で種々の入力信号により、いずれもモードであ
るか判定してクラッチ制御する方式が採用されている。 この方法では、アクセル開放状態の直結モードにおい
てチョーク時に、エンジン回転数が最低変速ラインより
も高くなることがある（第８図参照）。このような時に
は、とくにクラッチを係合したままでは、車両がドライ
バの意思に関係なく加速して行くことになる。 【発明が解決しようとする問題点】 上記の加速を止めるためにドライバは、ブレーキをか
けるわけであるが、上記制御方法では、Ａ点以上ではク
ラッチが直結されるように直結電流を与えているので、
相当のブレーキ力を働かせなければならない。 本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、アク
セル開放状態の直結モードにおいてチョークが作動して
いる時には、クラッチに滑りを与えてブレーキ操作によ
る大きなブレーキ力を必要としないようにし、かつ必要
最小限の滑りに止めてクラッチの発熱を防止した電磁式
クラッチのクラッチ制御方法を提供することを目的とす
るものである。 【問題を解決するための手段】 上記目的を達成するために本発明は、エンジンと無段
変速機との間に設けられ、車両の走行状態のうち少なく
ともアクセル開放状態とチョーク作動状態と車速とを検
出する手段を有し、これら検出信号に応じてクラッチト
ルクを電気的に制御する電磁式クラッチのクラッチ制御
方法において、 アクセル開放状態で、車速が所定車速以下の車速に設
定されたクラッチ直結車速範囲において、チョーク作動
中を検知したとき、上記クラッチトルクを減少補正して
上記電磁式クラッチを滑り制御することを特徴とする。 【実施例】 以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説
明する。第１図において、本発明が適用される電磁式ク
ラッチ付無段変速機の伝動系について説明すると、符号
１は電磁粉式クラッチ、２は無段変速機であり、無段変
速機２は、大別すると入力側から前後進の切換部3,プー
リ比変換部４および終減速部５が伝動構成されて成る。
そして、クラッチハウジング６の一方に電気粉式クラッ
チ１が収容され、そのクラッチハウンジグ６の他方と、
そこに接合されるメインケース7,更にメインケース７の
クラッチハウジング６と反対の側に接合されるサイドケ
ース８の内部に無段変速機２の切換部3,プーリ比変換部
４および終減速部５が組付けられている。 電磁粉式クラッチ１は、エンジンからのクランク軸10
にドライブプレート11を介して一体結合するリング状の
ドライブメンバ12,変速機入力軸13に回転方向に一体的
にスプライン結合するディスク状のドリブンメンバ14を
有する。そして、ドリブンメンバ14の外周部側にコイル
15が内蔵されて両メンバ12,14の間に円周に沿いギャッ
プ16が形成され、このギャップ16はその内側の電磁粉を
有するパウダ室17と連通している。また、コイル15を具
備するドリブンメンバ14のハブ部のスリップリング18に
は給電用ブラシ19が摺接し、スリップリング18から更に
ドリブンメンバ14内部を通りコイル15に結線されてクラ
ッチ電流回路が構成されている。 こうして、コイル15にクラッチ電流を流すと、ギャッ
プ16を介してドライブおよびトリブンメンバ12,14間に
生じる磁力線により、そのギャップ16に電磁粉が鎖状に
結合して集積し、これによる結合力でドライブメンバ12
に対してドリブンメンバ14が滑りながら一体結合し、ク
ラッチ接続状態になる。一方、クラッチ電流をカットす
ると、電磁粉によるドライブおよびドリブンメンバ12,1
4の結合力が消失してクラッチ切断状態になる。そし
て、この場合のクラッチ電流の制御を無段変速機２の切
換部３の操作に連動して行うようにすれば、パーキング
（Ｐ）またはニュートラル（Ｎ）レンジから前進のドラ
イブ（Ｄ），スポーティドライブ（Ds）または後退のリ
バース（Ｒ）レンジへの切換時に自動的にクラッチ１が
接断して、クラッチペダル操作が不要になる。 次いで、無段変速機２において切換部３は、上記クラ
ッチ１からの入力軸13とこれに同軸上に配置された主軸
20との間に設けられる。即ち、入力軸13に前進被係合側
を兼ねた後進ドライブ用のギヤ21が形成され、主軸20に
は後進被係合側のギヤ22が回転自在に嵌合してあり、こ
れらのギヤ21,22が軸23で支持されたカウンタギヤ24,軸
25で支持されアイドラギヤ26を介して噛合い構成され
る。そして、主軸20とギヤ21および22との間に切換機構
27が設けられる。ここで、常時噛合っている上記ギヤ2
1,24,26,27は、クラッチ１のコイル15を有するドリブン
メンバ14に連結しており、クラッチ切断時のこの部分の
慣性マスが比較的大きい点に対応して、切換機構27は主
軸20のハブ28にスプライン嵌合するスリーブ29が、シン
クロ機構30,31を介して各ギヤ21,22に噛合い結合するよ
うに構成されている。 これにより、ＰまたはＮレンジの中立位置では、切換
機構27のスリーブ29がハブ28とのみ嵌合して主軸20が入
力軸13から切離される。次いで、スリーブ29をシンクロ
機構30を介してギヤ21側に噛合わすと、入力軸13に対し
主軸20が直結してＤまたはDsレンジの前進状態になる。
一方、スリーブ29を逆にシンクロ機構31を介してギヤ22
側に噛合わせると、入力軸13はギヤ21,24,26,22を介し
主軸20に連結され、エンジン動力が減速逆転してＲレン
ジの後進状態になる。 プーリ比変換部４は、上記主軸20に対し副軸35が平行
配置され、これらの両軸20,35にそれぞれ主プーリ36,副
プーリ37が設けられ、且つ両プーリ36,37の間にエンド
レスの駆動ベルト34が掛け渡してある。プーリ36,37は
いずれも２分割に構成され、一方のプーリ半体36a,37a
に対し、他方のプーリ半体36b,37bがプーリ間隔を可変
にすべく移動可能にされ、可動側プーリ半体36b,37bに
はそれ自体ピストンを兼ねた油圧サーボ装置38,39が付
設され、更に副プーリ37の可動側プーリ半体37bには、
プーリ間隔を狭くする方向にスプリング40が付勢されて
いる。 また、油圧制御系として作動源のオイルポンプ41が、
主プーリ36の隣りに設置される。このオイルポンプ41は
高圧用のギヤポンプであり、ポンプ駆動軸42が主プーリ
36,主軸20および入力軸13の内部を貫通してクランク軸1
0に直結し、エンジン運転中常に油圧を生じるようにな
っている。そしてこのオイルポンプ41の油圧を制御して
各油圧サーボ装置38,39に給排油し、主プーリ36と副プ
ーリ37のプーリ間隔を逆の関係に変化して、駆動ベルト
34のプーリ36,37におけるプーリ比を無段階に変換し、
無段変速した動力を副軸35に出力する。終減速部５は、
上記プーリ変換部４の高速段側最小プーリ比が例えば0.
5と非常に小さく、このため副軸35の回転数が大きい点
に鑑み、副軸35に対し１組の中間減速ギヤ43を介して出
力軸44が連結される。そして、この出力軸44のドライブ
ギヤ45にファイナルギヤ46が噛合い、ファイナルギヤ46
から差動機構47を介して左右の駆動輪の車軸48,49に伝
動構成される。 次いで、第２図以降の図面により上記電磁式粉式クラ
ッチのクラッチ制御系について説明する。先ず、第２図
において全体の制御系について説明すると、セレクトレ
バー50の個所に設置されてR,D,Dsレンジの各セレクト位
置を検出するスイッチ51,52,53、アクセルペダル54の個
所に設置されて踏込み状態を検出するアクセルスイッチ
55、およびアクセル開度の大小を検出するアクセル開度
スイッチ56、チョークまたはエアコンの使用状態を検出
するスイッチ57,58を有する。また、イグニッションコ
イル59の一次側からエンジン回転数に応じたイグニッシ
ョンパルス60を取出し、スピードメータ61のケーブル取
出口等から車速に応じた車速パルス62を取出し、上記ス
イッチのオン・オフ信号およびパルス信号が制御ユニッ
ト63に入力し、制御ユニット63から出力する種々のクラ
ッチ電流がクラッチコイル15に流れてクラッチトルク制
御するように構成される。 第３図において制御ユニット63について説明すると、
イグニッションパルス60に対するエンジン回転数判別部
64,車速パルス62に対する車速判別部65を有する。R,D,D
sレンジの各スイッチ51,52,53からの信号が入力する逆
励磁モード判別部66はそれらのスイッチ信号がいずれも
オフの場合にP,Nレンジと判別して、出力判別部67から
逆向き微少電流を流す。また、エンジン回転数300rpm以
下の時もエンジン回転数判別部64の信号により逆向きの
微少電流を流す。この逆励磁モード判別部66からの走行
レンジセレクト信号は通電モード判別部68に入力し、こ
れとアクセルスイッチ55からの踏込み信号、または車速
判別部65からの車速信号で発進または車両走行状態を判
別し、この判別信号が発進モード，ドラッグモード,2種
類の直結モードの各電流設定部69,70,71,72に入力す
る。 発進モード電流設定部69では、エンジン回転数判別部
64からの信号によりエンジン回転数に比例した電流を定
め、この場合にチョークまたはエアコンスイッチ57,58
の信号がいずれもオフの際の通常特性に対し、それらの
チョークスイッチ，エアコンスイッチ57,58が各オン信
号でストール回転の高い異なる特性を設定する。また、
アクセル開度スイッチ56,車速判別部65からの信号で車
速，アクセル開度および走行レンジの関係で通電電流を
定め、チョーク使用時は発進特性の変更に伴う補正を行
う。ドラッグモード電流設定部70は車速判別部65からの
低車速信号によりアクセル開放時に微小のドラッグ電流
を定め、更にクラッチ解放時に零電流を定める。一方の
直結モード電流設定部71はアクセルスイッチ55からの開
放信号で中，高速時の直結電流を低く定め、またチョー
クスイッチ57がオンの状態では、所定車速以下において
エンジン回転数が基準値以上では、クラッチ電流を下げ
てクラッチの滑りを多くし、基準値以下では、クラッチ
電流を上げて滑りを少なくするようなクラッチ電流制御
を行う。Dsレンジスイッチ53のオン信号でクラッチ直結
車速を低速側に定める。他方の直結モード電流設定部72
はアクセルスイッチ55からの踏込み信号等で中，高速時
の直結電流を高く定め、更に上述と同様のDsレンジでの
作用を行う。更に、これらの各電流設定部69ないし72の
出力信号は出力判別部67に入力し、その指示に従ってク
ラッチ電流を定めるようになっている。 このように構成されたクラッチ制御装置の動作を第４
図と第５図を用いて説明する。先ず、逆励磁の判定を行
い、P,Nのレンジでは逆励磁してクラッチトルクのヒス
テリシスに伴う残留磁気を除き、クラッチトルク最小の
解放状態にする。また、急ブレーキ時にエンストを生じ
ない、例えば300rpm以下のエンジン回転数では、すべて
のレンジで逆励磁して起動時クラッチを開放状態に保
ち、無段変速機２のベルト保護のために押し掛けを不能
にする。 次いで、通電モード判定を行い、低車速領域のアクセ
ル開放状態では車速により零電流またはドラッグ電流の
モードに定め、アクセル踏込みの場合は発進モードに定
める。また、中，高速時のアクセル開放では直結電流の
低い直結電流モードに定め、アクセル踏込みの場合は直
結電流の高い直結電流モードに定めるのであり、各モー
ドに移行する際に実際には過渡特性モードが存在してシ
ョックの軽減等を図っている。 この場合、もし、所定車速以下でチョークスイッチ57
がオンであれば、第10図のフローに従ったクラッチ電流
の制御がなされる。すなわちステップS1でアクセル開放
か否かの判定がなされ、アクセル開放であれば、ステッ
プS2でその時の車速が所定車速以下であるか否かの判定
がなされる。当該車速が判定内にあれば、ステップS3で
電流値Ｉを、その基準電流値（ここでは直結電流）Icか
ら△Ｉだけ減じた値Ｉ＝Ic−△Ｉに変更し、そこでステ
ップS4に移行し、エンジン回転数Neが滑り基準回転数Ne
u以上であるか否かを判定する。もし、この滑り基準回
転数未満ならば、クラッチの滑りを更に増すようにステ
ップS3に戻し、その逆であれば、ステップS5でＩ＝Ic＋
△Ｉに電流値Ｉを上げ、ステップS6で車速が直結車速ま
で上昇したか否かを判定する。そこまで上昇していなけ
れば、再びステップS4に戻し、エンジン回転数Neが滑り
基準回転数Neu以上であるか否かの判定を行う。このよ
うにしてチョーク状態では、エンジン回転数Neが滑り基
準回転数Neuを超えない範囲でクラッチに滑りを生じさ
せることで、車速の加速性を適当に抑制し、これによっ
てブレーキ操作を回避し、クラッチ発熱の問題も解消さ
せるのである。 第６図において、車両走行時のクラッチ電流制御の一
例について説明すると、車両停止時のP,Nレンジではａ
のような逆励磁電流で逆励磁されており、Ｄレンジにセ
レクトするとドラッグ電流ｂが流れて微少なドラッグト
ルクを生じ、無段変速機２におけるギヤのガタ詰め，ベ
ルト部分の静摩擦トルクの低減を行う。次いで、アクセ
ルを踏込むとエンジン回転数に比例したクラッチ電流が
流れ、通常特性のc1，エアコン使用特性のc2，チョーク
使用特性のc3に基づいた制御が行われ、設定車速に達す
ると直結電流ｄによりクラッチの係合がロックアップさ
れる。そして、アクセルの踏込みに伴う加速時は上記高
い直結電流ｄに設定され、アクセル開放の減速時は低い
直結電流ｅに設定されて節電を行う。更に低車速時エン
ストを防ぐためクラッチ解放すると零電流ｆになって、
Ｄレンジでの惰行性が確保され、車速停止直前の設定車
速で再びドラッグ電流ｂが流れ、車両停止時にＤレンジ
にセレクトしたままではそのドラッグ電流が継続し、Ｎ
レンジにセレクトすると逆励磁される。 また、Ds,Rレンジでの減速の場合は第５図から明らか
なように、第７図の破線ｅ′で示すようにクラッチ直結
車速が低く設定されてエンジンブレーキが充分に効き、
クラッチ解放後直ちにドラッグトルクを生じる。更に、
降坂時アクセル開放で発進する場合もあり、このときは
設定車速に達した際に直ちに低い直結電流が流れ、この
外にも種々の走行パターンがある。 【発明の効果】 以上説明したとおり本願発明によれば、アクセル開放
状態の直結モードでは、基本的にはクラッチ電流が直結
電流に制御されてクラッチが直結するのであるが、チョ
ーク作動中であって所定車速以下の場合には、クラッチ
電流の減少補正によりエンジン回転数が所定値を超えな
い範囲でクラッチに滑りが与えられる。 従って、チョーク作動によるエンジン回転数の上昇に
伴い車両がドライバの減速意志に反して不用意に加速す
るのを未然に防止することができ、適度なエンジンブレ
ーキ作用を保持してドライバが不快な空走感を抱くのを
回避することができ、ブレーキ操作時にはそのブレーキ
力を低減することができ、車両の再加速時には迅速にク
ラッチ直結状態に移行することができ、クラッチの滑り
に伴う発熱量も最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明が適用される電磁式クラッチ付無段変速
機の一例を示す断面図、第２図は本発明による方式の一
実施例の概略を示す回路図、第３図は制御ユニットのブ
ロック図、第４図は動作を説明するフローチャート図、
第５図は各モードの領域を示す図、第６図は発進時のク
ラッチ電流制御の一例を示す図、第７図は減速時のクラ
ッチ電流制御の一例を示す図、第８図は従来との比較に
おけるエンジン回転数と車速との関係を示す図、第９図
は車速とクラッチ電流の関係を示す図、第10図は本発明
の作用を説明するフローチャート図である。 １…電磁粉式クラッチ、２…無段変速機、63…制御ユニ
ット、66…逆励磁モード判別部、67…出力判別部、68…
通電モード判別部、69…発進モード電流設定部、70…ド
ラッグモード電流設定部、71,72…直結モード電流設定
部。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．エンジンと無段変速機との間に設けられ、車両の走
    行状態のうち少なくともアクセル開放状態とチョーク作
    動状態と車速とを検出する手段を有し、これら検出信号
    に応じてクラッチトルクを電気的に制御する電磁式クラ
    ッチのクラッチ制御方法において、 アクセル開放状態で、車速が所定車速以下の車速に設定
    されたクラッチ直結車速範囲において、チョーク作動中
    を検知したとき、上記クラッチトルクを減少補正して上
    記電磁式クラッチを滑り制御することを特徴とする電磁
    式クラッチのクラッチ制御方法。 ２．上記クラッチの滑り制御は、上記クラッチ直結車速
    範囲において、検出されたエンジン回転数を滑り基準回
    転数と比較し、検出されたエンジン回転数が上記基準回
    転数より大きい場合には上記クラッチの滑りを減少さ
    せ、検出されたエンジン回転数が上記基準回転数より小
    さい場合には上記クラッチの滑りを増加させることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁式クラッチの
    クラッチ制御方法。
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