JPH0117885B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の摩擦クラツチの操作を自動
制御するための装置であつて、該装置の、クラツ
チを接続・しや断する操作部材が制御可能な駆動
装置に連結されており、(イ)前記駆動装置が空気力
シリンダとして構成されており、(ロ)該空気力シリ
ンダが、切換え可能な弁装置を介して圧縮空気源
又は排気装置に接続されるようになつており、(ハ)
クラツチの接続時に接続される圧縮空気流路に、
空気流過量を制御する絞り装置が介在されてお
り、(ニ)該絞り装置の空気流過量を機関回転数に応
じて制御する制御装置が設けられている、形式の
ものに関する。

従来の技術 自動車のクラツチ操作を自動化するためには一
般にトルクコンバータが用いられるが、トルクコ
ンバータは構造上の費用が高いことから比較的高
価なものである。この構造上の費用を軽減するた
めに、クラツチをアイドリング回転数により上で
接続する遠心力スイツチによつて従来の自動車用
摩擦クラツチを操作することが既に試みられてい
る。しかしながら回転数に基づく、遠心力スイツ
チの連結特性と、やはり回転数に基づく、機関の
トルク特性とを同調させるのは非常に困難なの
で、この公知のクラツチは限定的にしか使用でき
ないことが分かつた。山などの登りでも始動でき
るようにするために遠心力スイツチの連結点は、
最大トルク範囲内に、及びひいては相対的に高い
機関回転数範囲内に設定する必要がある。この結
果、平坦な道路上でも常に相対的に高い回転数で
始動されることになり、これは特に自動車の操縦
において妨害となることが分かつた。

発明の課題 そこで本発明の課題は、自動操作による従来の
自動車用摩擦クラツチのかみ合い特性を、簡単な
構造でしかもより良好に、自動車の種々異なる走
行状態に適合させることのできるような手段を提
供することである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決した本発明によれば、絞り装置
が、該絞り装置の流路を一方の位置で閉鎖し他方
の位置で開放する弁装置と、クラツチの接続時に
連続する制御パルスを前記弁装置に与える、制御
可能なパルス発生器とを有しており、空気流過量
を制御する前記制御装置が、機関回転数センサ
と、この機関回転数センサに応答する関数発生器
とを有していて、クラツチのすべり運転中におけ
るパルス発生器のパルス幅又は制御パルスのパル
ス幅を、機関回転数に基づいて前記関数発生器に
よつて規定された特性曲線に応じて制御するよう
になつている。

作用及び効果 本発明の駆動装置は比較的簡単な手段で不連続
に制御され、操作部材の位置及び機関回転数の他
にも、例えばアクセル位置や走行速度などの他の
多くのパラメータをも考慮に入れることができ
る。手動で切換られる変速装置においては特に
種々異なるプログラムも実現できるので、例えば
始動時又は高いギヤへのギヤシフト時における
様々な必要条件を考慮に入れることができる。

本発明の絞り装置は、接続又はしや断時に空気
力シリンダが圧縮空気で負荷されるかどうかに関
係なく常に接続運転を制御する。しかし通常はク
ラツチは接続位置に向かつてばね弾性的にプレロ
ードをかけられており、従つてクラツチのしや断
時には空気力シリンダが圧縮空気によつて負荷さ
れる。つまりクラツチのしや断はリレー操作によ
つて比較的迅速に行われる。絞り装置は圧力負荷
された空気力シリンダの排気過程を制御する。

クラツチの操作部材の操作経路に応じて複数の
運転範囲は異なつていてよい。クラツチが完全に
しや断されるしや断位置と、クラツチが完全に接
続される接続位置との間に、トルクが全く伝達さ
れない非連結範囲と、クラツチのかみ合いが次第
に増大するすべり範囲とがある。クラツチを接続
する時には上記非連結範囲は非常に迅速に通過し
なければならず、またすべり範囲は走行状態に応
じて制御しなければならない。

絞り装置によつて空気流過量を制御するため
に、絞り又はノズルあるいはこれと類似のもの
に、制御可能な開口横断面を設けることも可能で
はあるが、このような構造においては、連続的に
調整可能な駆動装置が必要であり、しかもこの駆
動装置の電気的な制御もまたそれに応じて費用の
かかるものとなるので、構造費用が比較的高くな
つてしまうが、この点についても前記本発明の手
段によれば簡単に解決されている。制御可能な弁
装置は２つの位置の間だけで切換えられるもので
あるので、例えば電磁石制御される逆止め弁又は
切換え弁が使用できる。また、パルス幅又はパル
ス周波数を電気的に変えられるパルス発生器は安
価な構造費用で組み立てることができる。関数発
生器には複数の任意のプログラムをあらかじめ与
えておくことができるので、始動状態のための及
び種々異なる走行状態における高いギヤへの切換
えのための様々のプログラムを予め与えておくこ
ともできる。この関数発生器は例えば、機関回転
数に関連した周波数目標値を記憶しておく基準値
記憶装置であつてもよい。基準値記憶装置から周
波数目標値を選択することは、例えば回転速度発
生器又はこれと類似のものを用いて検出される機
関回転数に応じて行われる。この基準値記憶装置
はマイクロプロセツサの構成部分であつてもよい
ので、機関回転数以外にも、例えば走行速度やア
クセル位置等の、自動車の他の運転パラメーター
を周波数目標値をあらかじめ与えておく時に考慮
することができる。基準値記憶装置の代わりに、
所定の伝達特性を有する回路網を用いてもよい。
最も簡単な場合には、関数発生器がパルス周波数
を機関回転数に比例して制御するようにすること
ができる。また指数関数に応じた制御も適してい
る。

また本発明の別の有利な実施態様によれば、弁
装置が、空気力シリンダを２つの排気用絞り流路
のどちらか一方に選択的に接続する１つの切換え
弁と、２つの逆止め弁とを有しており、これら２
つの切換え弁のうちの第１の逆止め弁が空気力シ
リンダと圧縮空気源との間に配置され、第２の逆
止め弁が、切換え弁の複数の出口の１つとこの出
口に所属している排気用絞り流路との間に介在さ
れている。この実施態様は特に前記本発明の構成
と連絡して、クラツチのそれぞれの運転状態が互
いに左右されることなく独立した弁によつて制御
され、ひいては、より最適な運転状態が得られる
という利点を有している。前記第１の逆止め弁は
空気力シリンダへの圧縮空気供給を制御し、ひい
てはクラツチのしや断を制御している。第２の逆
止め弁もやはり切換え弁を介して空気力シリンダ
に接続されていて、非連結範囲を通過する時に開
放状態にあつて、横断面の大きい方の排気用絞り
流路を開放させる。クラツチのすべり範囲の通過
時にはこの第２の逆止め弁は閉鎖されている。従
つてパルス発生器のパルスに応じて切換え弁が切
換えられることによつて、横断面の小さい方の排
気用絞り流路が開放若しくは同様に閉鎖される。

クラツチのしや断行程の開始は有利には、弁装
置に接続された制御装置の切換え接点を介して行
われる。例えば第１の切換え接点を伝動装置の切
換えレバーに設けて、ギヤシフトの開始時にこの
第１の接点が作動されるようにすることができ
る。フアーストギヤかバツクギヤで始動させるた
めには同様にクラツチがしや断されなければなら
ない。これに応じたしや断信号は、フアーストギ
ヤ若しくはバツクギヤにギヤシフトした時に、及
びそれと同時にアクセル不作用位置で作動される
別の切換え接点が作動された時に、作動される切
換え接点を介して生ぜしめられる。燃料節約のた
めに、手動操作可能な付加的な切換え接点を設け
てもよい。この切換え接点を介して、上記のアク
セル不作用位置で応動する切換え接点が作動され
ると同時に、クラツチがしや断される。また、前
記アクセル不作用位置で応動する切換え接点が作
動され、しかも機関回転数が所定の値、例えばア
イドリング回転数よりも小さくなつた場合に、ク
ラツチがしや断されると、多段伝動装置の高いギ
ヤにギヤシフトした時に作動される別の切換え接
点が作動されることによつて、エンストが防止さ
れる。

実施例 自動車の機関１は摩擦板クラツチ３を介して自
動車の多段伝動装置５を駆動し、この多段伝動装
置５のギヤは図示されていない手動切換えレバー
又はサーボ制御装置を介して切換えられる。摩擦
板クラツチ３は従来の形式で形成されており、操
作部材７の非作動時には接続するように、図示さ
れていないばねによつてプレロードをかけられて
いる。操作部材７には空気力シリンダ９のピスト
ンが接続しており、この空気力シリンダ９が圧縮
空気源１１からの圧縮空気で負荷されるとクラツ
チ３をしや断するようになつている。圧縮空気源
１１は電磁作動式の逆止め弁１３を介して空気力
シリンダ９に接続されている。逆止め弁１３は、
通常は、全体を符号１７で示した電気的な制御装
置からの電気的なしや断信号が導線１５を介して
逆止め弁１３（弁装置）に送られると、開閉する
ようになつている。しや断信号が終了すると逆止
め弁１３が閉鎖されて空気力シリンダ９内の圧力
が維持され、クラツチ３は遮断状態に保たれる。

クラツチ３を接続するためには空気力シリンダ
９が不連続に排気され、それによつて該空気力シ
リンダ内に含有されている圧縮空気が漏れ出る。
この目的のために空気力シリンダ９には電磁制御
される切換え弁１９（弁装置）が接続されてお
り、またこの切換え弁１９が非作用位置で占める
出口には電磁制御される逆止め弁２１（弁装置）
が接続されている。逆止め弁２１は第１の排気用
絞り流路を制御しており、この流路の横断面は逆
止め弁２１の出口に接続されたノズル又は絞り２
３によつて規定されている。切換え弁１９の他方
の出口には別のノズル又は絞り２５が接続されて
おり、このノズル又は絞り２５の横断面は、この
流過用絞り流路を通る空気流過量が絞り２３を通
る流過量より少ないように設計されている。

切換え弁１９は非作用状態で空気力シリンダ９
を逆止め弁２１（この逆止め弁２１は非作用状態
で閉じられている）に接続している。これによつ
て、逆止め弁１３の開放時にクラツチ３をはずす
ために空気力シリンダ９に供給された圧縮空気が
さしあたつては漏れ出ることがない。クラツチ３
は導線１５を介するしや断信号が終了した後でも
しや断されたままである。

クラツチを接続させるためにはまず、接続制御
装置２７が逆止め弁２１に切換え信号を送り、そ
れによつて絞り２３を有する排気用絞り流路が開
放される。この絞りを有する排気用絞り流路は、
操作部材７が構造上最大可能な速度で連結位置の
方へ動かされるように設計されている。操作部材
７の運動は位置切換え装置２９によつて監視され
ており、この位置切換え装置２９はクラツチのす
べり運転状態開始時又はその直前に接続制御装置
２７に信号を発するように調節されている。この
クラツチのすべり運転状態の開始はトルク伝達の
開始によつて分かる。このようにしてクラツチ３
は完全なしや断位置とトルク伝達の開始位置との
間の非連結範囲を最大可能な速度で通過する。位
置切換え装置２９の信号に応じて接続制御装置２
７が逆止め弁２１を閉じてパルス発生器３１をリ
リースする。パルス発生器３１は切換え弁１９に
切換えパルスを送る。各パルスが続いている間、
切換え弁１９は、逆止め弁２１によつて閉じられ
た一方の位置から、排気用絞り流路２５が空気力
シリンダ９内の圧力低下を規定する他方の位置へ
切換えられる。パルス発生器３１のパルス周波数
は機関１の回転数に応じて関数発生器３３によつ
て決定され、機関回転数は回転数センサ３５又は
これと類似のものによつて検出される。この関数
発生器は適切に設定された伝達関数を有する回路
網か又は基準値記憶装置でよく、また場合によつ
ては、例えば接続制御装置２７などの他の機能を
も有するマイクロプロセツサであつてもよい。関
数発生器３３の出力信号は、例えば機関回転数に
基づいて又は指数関数に応じて一次的に変化可能
である。しかしこの関数は、クラツチのかみ合い
特性曲線を機関１のトルク特性曲線に合わせるた
めに、パルス周波数が機関回転数の増大に伴つて
増大するように設定されていなければならない。
例えば機関回転数が毎分3000回転である場合のパ
ルス周波数は20サイクルであり、また機関回転数
が毎分1200回転である場合のパルス周波数はゼロ
に近い。

クラツチの接続過程は回転数に応じて導入され
る。相応の情報が回転数センサ３５を介して接続
制御装置２７に供給される。所定の運転情況では
より高い回転数によつても始動できるようにする
ために、接続制御装置２７は、逆止め弁２１若し
くは切換え弁１９を切り換えるための切換え信号
を遅延して発する時限素子を有していてもよい。
これによつてクラツチ３の接続過程は遅れて始ま
り、従つて機関１はクラツチ３が作用し始める以
前に、より高い回転数まで加速される。

しや断行程はまず第一に切換え接点３７によつ
て制御される。この切換え接点３７はクラツチ３
のしや断運転を制御する逆止め弁１３にOR−ゲ
ート３９を介して信号を発する。切換え接点３７
は、伝動装置５の切換えレバーがほぼ振れ始めた
時点で、ギヤシフトの作動開始を検出する。しか
しクラツチ３のしや断は他の切換え接点を介して
制御することもできる。切換え接点４０は、伝動
装置５のフアーストギヤ又はバツクギヤが入れら
れたかを検出する。切換え接点４１はアクセル不
作用位置を検出する。所定の走行情況においては
クラツチ３を手動でもしや断することができるよ
うにするために、又は惰行回転させて燃料節約が
得られるように伝動装置５から機関１を切り離す
ことができるようにするために、手動で作動され
る切換え接点４３が設けられている。切換え接点
４５は、伝動装置５の高いギヤ、例えばセカン
ド、サード又はトツプギヤが入れられているかど
うかを検出する。切換え接点４０及び４１は、出
口側でOR−ゲート３９に接続されたAND−ゲー
ト４７の両方の入口に接続されている。従つて、
アクセルが不作用位置にありしかも同時にフアー
ストギヤがバツクギヤが入つている時にクラツチ
３はしや断されるようになつている。このような
走行情況は始動時に生じる。切換え接点４１，４
３は、出口側でやはりOR−ゲート３９に接続し
ているAND−ゲート４９の両方の入口に接続し
ている。アクセルが不作用位置にある時は、切換
え接点４３を操作することによつてクラツチ３が
しや断され、機関１のブレーキ作用が解除され
る。切換え接点４１，４５はAND−ゲート５１
に接続されており、このAND−ゲートの出口は
やはりOR−ゲート３９に接続されている。AND
−ゲート５１の別の入口には、回転数センサ３５
に接続された閾値段５３が接続されており、この
閾値段５３は、回転数が所定の値例えば毎分1200
回転より低くなると切換え接点４３，４５の信号
のためのAND−ゲート５１を開放するようにな
つている。これによつて、アクセルが不作用位置
にあつて機関回転数が所定の値より低くなつた時
に、機関１が高いギヤにあればエンストしてしま
うというようなことは防止される。OR−ゲート
３９に付加的な入口を設けて、それを介してクラ
ツチ３が別の走行情況においてもしや段されるよ
うにすることも可能である。更にOR−ゲート３
９の出口は、接続制御装置２７に接続されてい
て、該接続制御装置２７が回転数に応じた接続過
程を直ちに行えるようにしている。場合によつて
はこの接続過程はアクセル位置に応じて行われて
もよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであつて、
自動車用摩擦板クラツチの操作装置の空気力式及
び電気的な切換え回路を示す略示的なブロツク回
路図である。 １……機関、３……摩擦板クラツチ、５……多
段伝動装置。７……操作部材、９……空気力シリ
ンダ、１１……圧縮空気源、１３，２１……逆止
め弁、１５……導線、１７……制御装置、１９…
…切換え弁、２３，２５……絞り、２７……接続
制御装置、２９……位置切換え装置、３１……パ
ルス発生器、３３……関数発生器、３５……回転
数センサ、３７，４０，４１，４３，４５……切
換え接点、３９……OR−ゲート、４７，４９，
５１……AND−ゲート、５３……閾値段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の摩擦クラツチの操作を自動制御する
   ための装置であつて、該装置の、クラツチを接
   続・しや断する操作部材が制御可能な駆動装置に
   連結されており、 (イ) 前記駆動装置が空気力シリンダ９として構成
   されており、 (ロ) 該空気力シリンダ９が、切換え可能な弁装置
   １３，１９，２１を介して圧縮空気源１１又は
   排気装置２３，２５に接続されるようになつて
   おり、 (ハ) クラツチ３の接続時に接続される圧縮空気流
   路に、空気流過量を制御する絞り装置が介在さ
   れており、 (ニ) 該絞り装置の空気流過量を機関回転数に応じ
   て制御する制御装置が設けられている、形式の
   ものにおいて、 前記絞り装置が、該絞り装置の流路を一方の位
   置で閉鎖し他方の位置で開放する弁装置１３，１
   ９，２１と、クラツチの接続時に連続する制御パ
   ルスを前記弁装置１３，１９，２１に与える、制
   御可能なパルス発生器３１とを有しており、空気
   流過量を制御する前記制御装置が、機関回転数セ
   ンサ３５と、この機関回転数センサ３５に応答す
   る関数発生器３３とを有していて、クラツチ３の
   すべり運転中におけるパルス発生器３１のパルス
   間隔の幅又は制御パルスのパルス幅を、機関回転
   数に基づいて前記関数発生器３３によつて規定さ
   れた特性曲線に応じて制御することを特徴とす
   る、自動車の摩擦クラツチの操作を自動制御する
   ための装置。 ２ 関数発生器３３がパルス発生器３１の周波数
   を、機関回転数に関連した指数関数によつて、又
   は機関回転数に比例して制御する、特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ３ クラツチ３が接続位置に向かつてばね弾性的
   にプレロードをかけられており、空気力シリンダ
   ９が圧縮空気源１１に接続された時にクラツチ３
   をしや断するようになつており、前記弁装置が、
   空気力シリンダ９をそれぞれ絞り２３，２５を有
   する２つの排気用絞り流路のどちらか一方に選択
   的に接続する１つの切換え弁１９と、２つの逆止
   め弁１３，２１とを有しており、これら２つの逆
   止め弁１３，２１のうちの、第１の逆止め弁１３
   が空気力シリンダ９と圧縮空気源１１との間に配
   置され、第２の逆止め弁２１が、切換え弁１９の
   複数の出口の１つとこの出口に所属している排気
   用絞り流路との間に介在されている、特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ４ 多段伝動装置５に、ギヤシフト導入時に作動
   される第１の切換え接点３７と、フアーストギヤ
   かバツクギヤにギヤシフトした時に作動される第
   ２の切換え接点４０と、より高いギヤにギヤシフ
   トした時に作動される第３の切換え接点４５と、
   アクセル不作用位置で作動される第４の切換え接
   点４１と、手動操作される第５の切換え接点４３
   とが設けられており、第１の切換え接点３７又は
   第２の切換え接点４０と第４の切換え接点４１と
   が一緒に、又は第４の切換え接点４１と第５の切
   換え接点４３とが一緒に作動されるか、あるいは
   第３の切換え接点４５と第４の切換接点４１とが
   一緒に作動されかつそれと同時に機関回転数が所
   定の値よりも小さい場合に、前記弁装置が制御装
   置１７によつてそのクラツチしや断運転に対応す
   る位置に切換えられるようになつている、特許請
   求の範囲第１項記載の装置。