JP4198905B2 - 電磁クラッチの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁クラッチの制御装置及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、動力伝達状態を切り換えるクラッチとして、メインクラッチと、電磁パイロットクラッチと、電磁パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するカム機構を備えた電磁多板クラッチが提案されている。この電磁多板クラッチは、電磁パイロットクラッチの締結状態を電流値によって制御し、この電磁パイロットクラッチの締結力をカム機構で増幅することで、メインクラッチを締結するため、少ない電流で大きな締結力を得られるだけでなく、従来の油圧式に比べ、電流制御によって締結状態をきめ細かく制御可能なことから、注目されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電磁多板クラッチは、図9の電流−トルク特性図に示すように、ヒステリシスを有している。これは、電磁多板クラッチの締結力を発生する電磁石の構成が、鉄心とその外周にコイルを有することに起因している。すなわち、締結時に電磁石のコイルに電流を流すことで電磁石の鉄心部分が磁化されることから、この鉄心部分を磁化するための磁化エネルギーとして電気エネルギーが消費され、このため電流を流しても一部が磁化エネルギーとして変換される。一方、解放時には、電磁石の鉄心部分が既に磁化されているため、電流の低下によって磁化エネルギーが解放するといった特性を表している。
【0004】
ここで、低トルク時においては、図9中の点線の○で囲んだ領域がクリープトルクで使用される領域である。クリープトルク制御時の初期は、図9中実線の○で囲んだ部分に示すように、電流の上昇に対してトルクの上昇率が急激に変化する。特に、電磁多板クラッチのクリープトルク制御を行う場合、このトルク上昇率の急激な変化によってショックを発生してしまい、運転者に不快感を与えてしまうという問題があった。図10は電流−トルク特性のヒステリシスを考慮しない状態でクリープトルク制御を実行した場合のタイムチャートである。図に示すように、車両加速度が変動し、車速も安定していないことがわかる。また、クリープトルク制御はエンジンがアイドル回転状態で行われるため、エンジン回転数が確保されていない状態で、急激なトルク上昇によってエンジン負荷が一気に大きくなり、エンストを引き起こしてしまうという問題があった。
【0005】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、電流−トルク特性にヒステリシスを有する電磁クラッチのクリープトルク制御装置において、トルク上昇率の急激な変化を起こすことなく、安定したクリープトルクを伝達可能な電磁多板クラッチの制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、電磁石と該電磁石に流れる電流により発生する電磁力により締結トルクを発生する電磁クラッチであって、前記電流と締結トルクの関係を表す電流−トルク特性にヒステリシスを有する電磁クラッチの制御装置において、電流に対するトルク特性を、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく増大する特性となる制御電流を出力することで、クリープトルクを制御するクリープトルク制御手段を設け、該クリープトルク制御手段に制御電流出力部を設け、前記制御電流を、所定周期のパルス指令電流値であって、電流の瞬時値の上限値及び下限値を段階的に上昇させる電流とし、前記制御電流にエンジン回転数にアイドル回転を含むアイドル回転数近傍範囲に設定された設定回転数の逆数を積算した電流係数を算出し、前記電流値に前記電流係数の2乗を積算する電流係数積算部を設けたことを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の電磁クラッチの制御装置において、前記制御電流を、所定周期のパルス指令上限値である大きな電流値を流す第1時間とパルス指令下限値である小さな電流値を流す第2時間との比率と、ヒステリシスの電流を上げる方向の第1勾配と下げる方向の第2勾配との比率を一致させる制御電流としたことを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の電磁クラッチの制御装置において、前記クリープトルク制御手段に、一次遅れ特性を有する一次遅れフィルタを設け、前記制御電流に一次遅れフィルタを介した電流値を前記電磁クラッチに出力することを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の電磁クラッチの制御装置において、前記一次遅れフィルタは、時定数を有し、時間の経過と共に一次遅れフィルタの一次遅れ特性が小さくなることを特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4いずれか1つに記載の電磁クラッチの制御装置において、前記電磁クラッチは、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブとを備え、前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構と、を備えた湿式電磁多板クラッチとしたことを特徴とする。
【0014】
請求項6に記載の発明では、電磁石と該電磁石に流れる電流により発生する電磁力により締結トルクを発生する電磁クラッチであって、前記電流と締結トルクの関係を表す電流−トルク特性にヒステリシスを有する電磁多板クラッチの制御方法において、電流に対するトルク特性を、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく増大する特性となる制御電流を出力することで、クリープトルクを制御する方法であって、前記制御電流を、所定周期のパルス指令値と共に電流の瞬時値の上限値、下限値を段階的に上昇させる電流とし、前記制御電流にエンジン回転数にアイドル回転を含むアイドル回転数近傍範囲に設定された設定回転数の逆数を積算した電流係数を算出し、前記電流値に、前記電流係数の2乗を積算することを特徴とする。
【0016】
請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の電磁クラッチの制御方法において、前記制御電流を、所定周期のパルス指令上限値である大きな電流値を流す第1時間とパルス指令下限値である小さな電流値を流す第2時間との比率と、ヒステリシスの電流を上げる方向の第1勾配と下げる方向の第2勾配との比率が一致する制御電流としたことを特徴とする。
【0017】
請求項8に記載の発明では、請求項6または7に記載の電磁クラッチの制御方法において、一次遅れ特性を有する一次遅れフィルタを設け、前記制御電流として一次遅れフィルタを介した電流値を出力することを特徴とする。
【0018】
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の電磁クラッチの制御方法において、前記一次遅れフィルタは、時定数を有し、時間の経過と共に一次遅れフィルタの一次遅れ特性が小さくなることを特徴とする。
【0021】
請求項10に記載の発明では、請求項6ないし9に記載の電磁クラッチの制御方法において、前記電磁クラッチは、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブとを備え、前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構と、を備えた湿式電磁多板クラッチとしたことを特徴とする。
【0022】
【発明の作用および効果】
請求項1記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、クリープトルク制御手段により電流−トルク特性が、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく徐々に増大する特性とされたことで、トルク変動によるショックを防止し、安定したクリープトルクを発生することができる。
また、制御電流出力部において、制御指令を所定周期のパルス指令値として電圧瞬時値の上限値、下限値を段階的に上昇させることで、電気エネルギーを無駄に磁化エネルギーとして消費することを防止することが可能となり、電気エネルギーを効率よく締結力に変換しつつ、ヒステリシス特性による制御性の悪化を防止することができる。
また、エンジン回転数が減少した状態で伝達トルクを大きくしてしまうと、エンジン負荷が急激に増加することでエンストする虞がある。よって、電流係数積算部において、電流係数によりエンジン回転数がアイドル回転数より小さいときは伝達トルクを小さくすることでエンストを防止し、安定したクリープ制御を実現することができる。
また、電流係数積算部の電流係数が2乗の値にされたことで、電流係数の影響力を大きく算定することが可能となり、エンジン回転数がアイドル回転数より下がったときに伝達トルクを十分小さな値に設定することができる。これにより、エンジンが低回転時に更に安定したクリープ制御を実現することができる。
【0024】
請求項2記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、第1時間と第2時間を制御することで、ヒステリシスの電流を上げる方向の勾配と、下げる方向の勾配のほぼ中央値として狙うことが可能となり、トルク増大率が急変することなく、安定したクリープトルクを発生することができる。
【0025】
請求項3記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、制御電流を一次遅れとすることで、滑らかなトルク増大率を確保することが可能となり、安定したクリープトルクを発生することができる。
【0026】
請求項4記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、滑らかなトルク増大率が必要なのはクリープ時の初期であり、ある程度時間が経過しクリープ状態から定速状態に移行してきた段階では、急激なトルクの立ち上がり部が生じない。そこで、一次遅れフィルタの特性が効きすぎるとヒステリシスの中央値を狙った制御が困難になるため、一次遅れフィルタ特性の時定数を小さくすることで安定したクリープ制御を実現することができる。
【0029】
請求項5記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、電磁クラッチが湿式電磁多板クラッチとされ、入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構とが備えられている。これにより、少ない電流で大きな締結力を確保すると共に、更に応答性の向上を図ることができる。
【0030】
請求項6記載の電磁クラッチの制御方法にあっては、電流に対するトルク特性を、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく増大する特性となる出制御電流を出力するにあたり、制御電流を、所定周期のパルス指令値と共に電流の瞬時値の上限値、下限値を段階的に上昇させる電流とし、制御電流にエンジン回転数にアイドル回転を含むアイドル回転数近傍範囲に設定された設定回転数の逆数を積算した電流係数を算出し、電流値に、電流係数の2乗を積算することで請求項1に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0032】
請求項7記載の電磁クラッチの制御方法にあっては、制御電流が、第1時間と第2時間の比率と、第2勾配と第1勾配の比率が一致する制御電流とされたことで、請求項2に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0033】
請求項8記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、制御電流に一次遅れ特性を有する一次遅れフィルタを施すことで、請求項3に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0034】
請求項9記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、一次遅れフィルタが時定数を有し、時間の経過と共に一次遅れフィルタの特性が小さくなることで、請求項4に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0037】
請求項10記載の電磁クラッチの制御装置にあっては、電磁クラッチが湿式電磁多板クラッチとされ、入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構とが備えられたことで、請求項5に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態における電磁多板クラッチを適用した車両の全体システム図である。30はエンジン、40はエンジンの動力伝達状態を断接可能に切り換える電磁多板クラッチ、50は自動変速機である。尚、自動変速機はギア式の有段変速機でもよいし、変速比を無段階に変速可能な無段変速機であってもよい。61はスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、62は運転者の操作により切り換えられるシフトレバーのレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ、63はエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサである。各センサ値及びスイッチ信号は後述するコントロールユニット70に出力される。
【0039】
70は電磁多板クラッチ40の締結制御を行うコントロールユニットである。このコントロールユニット70には、クリープトルク制御部71が設けられている。このクリープトルク制御部71は、パルス指令値を出力する制御電流出力部72と、制御電流出力部72から出力されたパルス指令値に一次遅れ特性を施す一次遅れフィルタ73と、検出されるエンジン回転数Neと予め設定されたアイドル回転数近傍の設定値N0の逆数の積である(Ne/N0)を2乗した電流係数(Ne/N0)2を積算する電流係数積算部74から構成されている。
【0040】
図2は本発明の実施の形態における電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機の変速機構部の変速動作等については説明を省略する。
【0041】
3は変速機ケース、4は変速機ケース3の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング4には、ボルト12によりフロントカバー11が取着され、これによりトーショナルダンパ6を収装する大気開放された第1収装室4aを画成している。また、変速機ケース3,入力クラッチハウジング4の一部及びフロントカバー11により油潤滑が成される第2収装室3aを画成している。
【0042】
変速機ケース3及び入力クラッチハウジング4の間にはオイルポンプ2を介在させている。このオイルポンプ2は、ポンプハウジング2a及びポンプカバー2bにより画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー2bの内周に固定の中空スリーブ2cを嵌着し、この中空スリーブ2c内に入力シャフト1を回転自在に挿着する。
【0043】
入力クラッチハウジング4内に突出する入力シャフト1の前端部上には入力クラッチ5を配置している。この入力クラッチ5は、電磁石用クラッチ22(特許請求の範囲の電磁パイロットクラッチに相当)と、この電磁石用クラッチ22の外周に配置した入力クラッチパック15(特許請求の範囲のメインクラッチに相当)と、この電磁石用クラッチ22の内周に配置したローディングカム17(特許請求の範囲のカム機構に相当)から構成されている。
【0044】
入力クラッチパック15の入力ドラム13は、入力ハブ7をナット8により固定する軸部13bと、オイルシール9との摺動部である小径軸13dと、入力ドラム13をフロントカバー11によりベアリング10を介して支持するベアリング支持部13eから構成されている。
【0045】
図示しないエンジンの動力はドライブプレート6bと一体となったトーショナルダンパ6,入力ハブ7を介して入力クラッチパック15の入力ドラム13,14(ドライブ側)に伝達される。動力伝達部品は、トーショナルダンパ6の出力メンバ6aと一体回転可能な入力ドラム13に固定された入力ハブ7と、入力ドラム13とスプライン嵌合する入力ドラム14と、入力ドラム14と一体回転可能に嵌合する電磁石用クラッチ22のロータ24から構成されている。ロータ24の一端24aは、オイルポンプ2の駆動爪になっている。
【0046】
電磁石22aに電磁力が発生し、リテーニングプレート22b及びクラッチプレート22cが引きつけられることで電磁石用クラッチ22が締結すると、ローディングカム17にエンジン回転が入力され、ローディングカム17は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ16(ドリブン側)に図2の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストベアリング27を介して、入力ドラム14,ロータ24及び電磁石22aをスナップリング20で止められたリターン皿ばね19に抗して図2の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【0047】
ところで、入力クラッチハブ16は、入力シャフト1とスプライン嵌合するとともに、図2に示す右端部は、スナップリング18で止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、入力ドラム14側が左方移動して、入力クラッチパック15側に金属プレート15cが一体回転可能に嵌合しており、図2の右端側は段付きリテーナ15dを介してスナップリング15eで軸方向の移動を規制している。
【0048】
一方、入力クラッチハブ16側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、フェーシングプレート15bが入力クラッチハブ16と一体回転可能に嵌合している。金属プレート15cと、フェーシングプレート15bとは、軸方向交互に配置されている。
【0049】
ここで、電磁石用クラッチ22の発生するトルクTpについて説明する。電磁石用クラッチ22の発生するトルクTpは下記の式により決定される。
Tp=(電磁石22aの吸引力)×(磁路効率)
×(摩擦係数)×(摺動径)×(摺動面数)
ここで、磁路効率とは電磁石22aの発生する磁力がリテーニングプレート22b及びクラッチプレート22cに対してどの程度影響するか(リテーニングプレート22bとクラッチプレート22cには表面処理が施されており、また、油穴や表面粗さにより接触面積が理論値と異なることによる)を示し、摩擦係数とはリテーニングプレート22bと各クラッチプレート22cとの摩擦係数を表し、摺動径とは軸心から各プレートの摺動部の平均半径を表す。
【0050】
次に電磁式多板クラッチ40の潤滑について説明する。
図示しないコントロールバルブ回路(従来のロックアップクラッチ供給回路の流用)から供給される潤滑油は、入力シャフト1の開口部1a→中空部1b→開口部1cを介して、遠心ポンプ作用により、電磁石用クラッチ22,入力クラッチパック15を潤滑する。入力ドラム13,14には、複数の開口部(図示せず)が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー11と、入力クラッチハウジング4とで密封された空間に溜まり、入力クラッチハウジング4の下端部に開口するドレーンポート4bを経由して、変速機ケース3側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【0051】
(第1実施例)
図3は本実施の形態の第1実施例における電磁多板クラッチ40のクリープ制御を表すフローチャートである。
【0052】
ステップ101では、インヒビタスイッチ62の信号から前進レンジ(Dレンジ,Lレンジ等)もしくは後進レンジ(Rレンジ)が選択されているかどうかを判断し、選択されていればステップ102へ進み、選択されていなければ本制御を終了する。
【0053】
ステップ102では、スロットルセンサ61からスロットル開度が所定値未満かどうかを判断し、所定値未満であればステップ103に進み、所定値以上であれば本制御を終了する。
【0054】
ステップ103では、クリープトルク制御部71において制御電流出力部71からパルス電流指令値を出力する。
【0055】
ステップ104では、ステップ103で出力されたパルス電流指令値に一次遅れフィルタ72{1/(Ts+1)}が施された制御電流を出力する。ここで、Tは時定数、sはラプラス演算子である。
【0056】
ステップ105では、ステップ104で出力された制御電流に電流係数(Ne/N0)2を積算した制御電流を出力する。
【0057】
ステップ106では、電磁多板クラッチ40を制御電流に基づいて締結する。
【0058】
すなわち、前進レンジもしくは後進レンジであって、スロットル開度が所定値よりも小さいときは、クリープトルク制御が必要であると判断し、ステップ103〜ステップ106においてクリープトルク制御を行う。
【0059】
図4はクリープトルク制御初期におけるパルス指令電流値(imax及びimin)の時間的推移及び電流−トルク特性を表す図である。図中太い点線aはパルス電流指令値であり、この点線aに対して緩やかな傾きを有するノコギリ状の波形bが一次遅れフィルタによって形成された電流値である。尚、細い点線であって傾きが緩やかなcは、ヒステリシス特性の電流上昇側の特性であり、細い点線であって傾きが急なdは、ヒステリシス特性の電流下降側の特性であり、この2つの細い点線の間の実線eは、一次遅れフィルタによって形成された電流値の実効電流値である。図4に示すように、電流値をパルス形状に出力し、更に一次遅れフィルタを施すことによって、パルス電流値の最大値imaxまで,及び最小値iminが徐々に上昇し、滑らかなカーブを描いて電流値の増減を繰り返すことで、実効電流がヒステリシス特性の電流上昇側と電流下降側の特性の間の特性を得ることが可能となる。
【0060】
図5はクリープトルク制御におけるパルス指令電流値の最大値imax,最小値imin及び時定数Tの時間的推移を表す図である。電流最大値imaxはクリープトルク制御の初期においては変化率が大きく上昇し、ある程度の時間が経過した後は必要なクリープトルクを得られる電流値として変化率がほぼゼロとされる。電流最小値iminも基本的には電流最大値imaxと同様の特性によって変化する。
【0061】
電流最大値imax及び電流最小値iminの変化率がほぼゼロとなると、時定数の影響による制御性の悪化を防止するために、時定数をゼロとする。すなわち、滑らかなトルク増大率が必要なのはクリープトルク制御の初期であり、ある程度時間が経過しクリープ状態から低速状態に移行してきた段階では、急激なトルクの立ち上がり部が生じないため一次遅れフィルタによって遅らせると、かえって制御性の悪化を招く虞がある。よって、一次遅れフィルタの特性を小さくすることで安定したクリープ制御を実現することができる。
【0062】
ステップ105において積算する電流係数について説明する。
エンジン回転数センサ63により検出されたエンジン回転数が、予め設定されたアイドル回転数近傍の設定回転数未満のときに、締結トルクを大きくしてしまうと、エンジンに急激に大きな負荷がかかってしまい、エンジンストップする虞があるため、エンジン回転数が設定回転数未満の時は、締結トルクを小さくする必要がある。そこで、(エンジン回転数/設定回転数)2を電流係数とする。エンジン回転数が設定回転数より小さいときには、電流係数は1以下の値となり、2乗の値とすることで、より電流係数の影響を大きくすることが可能となる(例えば、(エンジン回転数/設定回転数)=0.8のときに、電流係数は0.64となる)。これにより、エンジン回転数が低いときであっても、締結トルクを小さくすることでエンジンストップを防止し、安定したクリープトルク制御を実現するものである。
【0063】
図6は上述のクリープトルク制御によって得られる電流−トルク特性を表す図である。図中点線はヒステリシス特性、実線は上述の制御によって得られる特性である。図に示すように、電流に対するトルク特性を、ヒステリシス特性の電流上昇側と電流下降側のほぼ中間値を得ており、電流の上昇に応じて徐々に増大する特性としたことで、安定したクリープトルクを得ることができる。特に、クリープトルク制御初期において電流の上昇に対して滑らかにトルクを上昇させることができる。
【0064】
図7はクリープトルク制御を実行した際の車両加速度、及び車速を表すタイムチャートである。図10の従来技術で示した車両加速度、及び車速を表すタイムチャートに示した特性と比較すると、十分に安定したクリープトルクを得られていることが分かる。
【0065】
以上説明したように、上述の第1実施例においては、クリープトルク制御により電流−トルク特性が、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく徐々に増大する特性とされたことで、トルク変動によるショックを防止し、安定したクリープトルクを発生することができる。
【0066】
また、滑らかなトルク増大率が必要なのはクリープ時の初期であり、ある程度時間が経過しクリープ状態から定速状態に移行してきた段階では、急激なトルクの立ち上がり部が生じない。そこで、一次遅れフィルタの特性が効きすぎるとヒステリシスの中央値を狙った制御が困難になるため、一次遅れフィルタの特性を小さくすることで安定したクリープ制御を実現することができる。
【0067】
また、エンジン回転数が減少した状態で伝達トルクを大きくしてしまうと、エンジン負荷が急激に増加することでエンストする虞がある。よって、電流係数を2乗の値とし、電流係数の影響力を大きく算定することで、エンジン回転数がアイドル回転数より下がったときに伝達トルクを十分小さな値に設定することができる。これにより、エンジンが低回転時であっても更に安定したクリープ制御を実現することができる。
【0068】
(第2実施例)
本発明の第2実施例について説明する。第2実施例は上述の第1実施例と基本構成及び制御内容は同じであるため、異なる部分についてのみ詳述する。
【0069】
図8は本発明の第2実施例において、パルス指令値の特性を説明する説明図である。この説明図は、図9に示した電流−トルク特性のクリープ制御初期部分を拡大した図である。あるトルク値におけるトルク上昇側の勾配をdTup/diとし、トルク下降側の勾配をdTdown/diとする。また、クリープトルク制御部の制御電流出力部72から出力するパルス指令電流値の波形を、パルス電流値の最大値imaxを流す時間をtmaxとし、最小値iminを流す時間をtminとなる波形とする。
【0070】
このとき、tmaxとtminの比率(tmax/tmin)を、トルク下降側の勾配dTdown/diとトルク上昇側の勾配dTup/diとの比率{(dTdown/di)/(dTup/di)}とする。これにより、ヒステリシスの電流を上げる方向の勾配と、下げる方向の勾配のほぼ中央値の電流−トルク特性を狙うことが可能となり、トルク増大率が急変することなく、安定したクリープトルクを発生することができる。
【0071】
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に基づく第1実施例について説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0072】
また、実施の形態では、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチについて説明したが、例えば四輪に駆動力を分配する電磁多板クラッチを用いたバリアブルセンターデフ等に本制御を適用しても、もちろん同様の作用効果を得ることができる。
【0073】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例における電磁多板クラッチを適用した車両におけるクリープトルク制御装置を表すシステム図である。
【図2】第1実施例の変速機ユニットの電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。
【図3】第1実施例の電磁多板クラッチのクリープトルク制御を表すフローチャートである。
【図4】第1実施例のクリープトルク制御における制御電流を表す図である。
【図5】第1実施例のパルス指令電流値の最大値,最小値及び時定数の時間推移を表す図である。
【図6】第1実施例のクリープトルク制御を実行したときの電流−トルク特性を表す特性図である。
【図7】第1実施例のクリープトルク制御を適用した車両の加速度及び車速を表すタイムチャートである。
【図8】第2実施例のクリープトルク制御におけるパルス指令電流値を表す説明図である。
【図9】従来技術における電磁多板クラッチのヒステリシスを有する電流−トルク特性図である。
【図10】従来技術における電磁多板クラッチのクリープトルク制御を適用した車両の加速度及び車速を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 入力シャフト
1a 開口部
1b 中空部
1c 開口部
2 オイルポンプ
2a ポンプハウジング
2b ポンプカバー
2c 中空スリーブ
3 変速機ケース
3a 第2収装室
4 入力クラッチハウジング
4a 第1収装室
4b ドレーンポート
5 入力クラッチ
6 トーショナルダンパ
6a 出力メンバ
6b ドライブプレート
7 入力ハブ
8 ナット
9 オイルシール
10 ベアリング
11 フロントカバー
12 ボルト
13 入力ドラム
13b 軸部
13d 小径軸
13e ベアリング支持部
14 入力ドラム(ドライブ側)
15 入力クラッチパック
15b フェーシングプレート
15c 金属プレート
15d リテーナ
15e スナップリング
16 入力クラッチハブ(ドリブン側)
17 ローディングカム
18 スナップリング
19 リターン皿ばね
20 スナップリング
22 電磁クラッチ
22a 電磁石
22b リテーニングプレート
22c クラッチプレート
24 ロータ
24a ロータの一端
27 スラストベアリング
101 エンジン
102 無段変速機
103 発進クラッチ
104 発進クラッチ制御部
Claims (10)
- 電磁石と該電磁石に流れる電流により発生する電磁力により締結トルクを発生する電磁クラッチであって、前記電流と締結トルクの関係を表す電流−トルク特性にヒステリシスを有する電磁クラッチの制御装置において、
電流に対するトルク特性を、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく増大する特性となる制御電流を出力することで、クリープトルクを制御するクリープトルク制御手段を設け、
該クリープトルク制御手段に制御電流出力部を設け、前記制御電流を、所定周期のパルス指令電流値であって、電流の瞬時値の上限値及び下限値を段階的に上昇させる電流とし、
前記制御電流にエンジン回転数にアイドル回転を含むアイドル回転数近傍範囲に設定された設定回転数の逆数を積算した電流係数を算出し、前記電流値に前記電流係数の2乗を積算する電流係数積算部を設けたことを特徴とする電磁クラッチの制御装置。 - 請求項1に記載の電磁クラッチの制御装置において、
前記制御電流を、所定周期のパルス指令上限値である大きな電流値を流す第1時間とパルス指令下限値である小さな電流値を流す第2時間との比率と、ヒステリシスの電流を上げる方向の第1勾配と下げる方向の第2勾配との比率を一致させる制御電流としたことを特徴とする電磁クラッチの制御装置。 - 請求項1または2に記載の電磁クラッチの制御装置において、
前記クリープトルク制御手段に、一次遅れ特性を有する一次遅れフィルタを設け、前記制御電流に一次遅れフィルタを介した電流値を前記電磁クラッチに出力することを特徴とする電磁クラッチの制御装置。 - 請求項3に記載の電磁クラッチの制御装置において、
前記一次遅れフィルタは、時定数を有し、時間の経過と共に一次遅れフィルタの一次遅れ特性が小さくなることを特徴とする電磁クラッチの制御装置。 - 請求項1ないし4いずれか1つに記載の電磁クラッチの制御装置において、
前記電磁クラッチは、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、
出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブと、
を備え、
前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、
操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、
該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構と、
を備えた湿式電磁多板クラッチとしたことを特徴とする電磁クラッチの制御装置。 - 電磁石と該電磁石に流れる電流により発生する電磁力により締結トルクを発生する電磁クラッチであって、
前記電流と締結トルクの関係を表す電流−トルク特性にヒステリシスを有する電磁多板クラッチの制御方法において、
電流に対するトルク特性を、電流の上昇に応じてトルク増大率が急変することなく増大する特性となる制御電流を出力することで、クリープトルクを制御する方法であって、
前記制御電流を、所定周期のパルス指令値と共に電流の瞬時値の上限値、下限値を段階的に上昇させる電流とし、
前記制御電流にエンジン回転数にアイドル回転を含むアイドル回転数近傍範囲に設定された設定回転数の逆数を積算した電流係数を算出し、前記電流値に、前記電流係数の2乗を積算することを特徴とする電磁クラッチの制御方法。 - 請求項6に記載の電磁クラッチの制御方法において、
前記制御電流を、所定周期のパルス指令上限値である大きな電流値を流す第1時間とパルス指令下限値である小さな電流値を流す第2時間との比率と、ヒステリシスの電流を上げる方向の第1勾配と下げる方向の第2勾配との比率を一致させる制御電流としたことを特徴とする電磁クラッチの制御方法。 - 請求項6または7に記載の電磁クラッチの制御方法において、
一次遅れ特性を有する一次遅れフィルタを設け、前記制御電流として一次遅れフィルタを介した電流値を出力することを特徴とする電磁クラッチの制御方法。 - 請求項8に記載の電磁クラッチの制御方法において、
前記一次遅れフィルタは、時定数を有し、時間の経過と共に一次遅れフィルタの一次遅れ特性が小さくなることを特徴とする電磁クラッチの制御方法。 - 請求項6ないし9いずれか1つに記載の電磁クラッチの制御方法において、
前記電磁クラッチは、入力側トルク伝達部材に連結した入力ドラムと、
出力側トルク伝達部材に連結した入力クラッチハブと、
を備え、
前記入力側及び出力側トルク伝達部材の断接を行うメインクラッチと、
操作手段によって断続操作されるパイロットクラッチと、
該パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するトルクカム機構と、
を備えた湿式電磁多板クラッチとしたことを特徴とする電磁クラッチの制御方法。
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