JPH01297327A

JPH01297327A - 車両変速装置

Info

Publication number: JPH01297327A
Application number: JP63125781A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sato; 一彦佐藤; Kiyoshi Tsurumaki; 潔弦巻; Shizuhisa Watanabe; 渡辺　静久
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1989-11-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、無段変速機構を備えた車両のクラッチ制御装
置に係り、特に車両発進時にも、ショックなく動力を伝
達できる電磁クラッチ制御に係る。

〔従来の技術〕

従来無段変速装置を備えた車両においては、その励磁電
流により、クラッチ１−ルク制御が可能な電磁式クラッ
チを用いるのが一般的である。ところで、車両発進時の
クラッチ制御に関しては、どのような状況の発進であっ
ても、円滑なりラッチの係合が可能ではなくてはならず
、そのために、例えば、特開昭６０−１６２２４号のよ
うに、発進時のクラッチ電流を、エンジン回転数に比例
させ、上昇させる技術が示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来技術は、常にエンジン回転に比例し
たクラッチ電流を扱うため、どのような状況での発進状
態にも、つねに最適かつ円滑なりラッチ係合のショック
がなく発進するために問題があった。

そこで、本発明の目的は、どのような車両発進状態でも
、円滑な、ショックのないクラッチ制御を行なうことに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

このため、上記目的を達成するために、クラッチ電流を
決定するための、エンジン回転数と、アクセル開度をパ
ラメータとし、なおかつ、車両発進状態を検出した場合
には、一定時間、クラッチを強制的にオフとすることに
より、エンジン回転を十分に上昇させ、その為、エンジ
ン回転とアクセル開度をもとに、決めたクラッチ電流を
、目標値として、段階的にクラッチ電流を増加させるこ
とにより達成される。

〔作用〕

ここで、車両発進状態であるか否かは、アクセルスイッ
チにて、アクセル踏込状態を、車速０ｋｌｎ／ｈによっ
て、今まで停止状態であったことを検出し、車両発進状
態を検出した後、一定時間、クラッチ電流をオフとする
。すると、エンジン回転数が上昇し、その後で、エンジ
ン回転数と、アクセル開度をもとに、クラッチ電流の目
標値を算出し、その目標値に対し、段階的にクラッチ電
流を増加していくことにより、滑らかなりラッチ制御を
可能とすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明による車両変速装置について、図示の実施
例により詳細に説明する。

第１図は、本発明の実施例における無段変速装置を示す
。

エンジン１の回転力は、電磁クラッチ２で断続され、リ
ダクションギア部３、無段変速機構部４、ディファレン
シャルギア部６を介し、車両の駆動輪７に伝達され、車
両を走行可能とする。

ここで、電磁クラッチ２は、車両変速装置の制御を行な
う制御表＠１０より、クラッチ内部のコイル２ａに電流
を流すことにより、クラッチ内部の磁性粉がかたまり、
トルクを伝達するパウダー式電磁クラッチを用いている
。

また、無段変速機構部４は、駆動側プーリ４０と被駆動
側プーリ４１、それに、これらブーりの間に掛は渡され
ているＶベルトを仰えた周知のベルト式無段階変速装置
であり、プーリ４ｏと４１はいずれも対向円すい形のプ
ーリとなっている。

ここで、変速するために駆動側プーリ４０の間隔を変化
させるが、そのために、ここでは直流モータ４ａからな
る電気的アクチュエータによって、モータ減速ギア４ｂ
を介し、プーリ押え板４ｃを。

第１図における左右に移動させることにより、駆動側プ
ーリ４０の間隔を制御し、変速化を所定の範囲に渡り無
段階に変化させることができるものである。

次に、各部の状況を知るために各種センサが用いられて
いる。

エンジン回転数検出用電磁ピックアップセンサ１８によ
り、エンジン回転数、ドライブシャフト回転数検出用電
磁ピックアップセンサ１７により、駆動側プーリ４０の
回転数、ディファレンシャルギア回転数検出用電磁ピッ
クアップセンサ１６により、被駆動側プーリ４１の回転
数と車速、スロットルセンサ１９により、スロットル開
度、水温センサ２０により、エンジン冷却水温度、プー
リ位置センサ２１により、駆動側プーリの間隔（変速比
）を検出している。

セレクタスイッチ１４は、パーキング、リバース、ニュ
ートラル、ドライブの各シフトレンジ位置を示し、また
アクセルペダルに取付けられたアクセルスイッチ１５ａ
により、アクセルのオン。

オンの検出、ブレーキペダルに取付けられたブレーキス
イッチ１５ｂにより、ブレーキペダルのオン、オフの検
出を行なう。

以上の各信号は、制御装置１０に入力され、そのときの
車両の状態や、運転者の操作↓こ応じ、直流モータ４ａ
、電磁クラッチ２へ駆動パルスを出力する。

次に第２図により、上記制御装置１０の詳細を示す。

この制御装置１０は、ＭＰＵ　（マイクロ・プロセッシ
ングユニット）１１．ＲＯＭ　（リード・オンリー・メ
モリ）１２．Ｉｌｏ　（入出力インタフェース）１３か
ら成るマイコンを主要部とした装置であり、セレクタス
イッチ１４、アクセルスイッチ１５ａ、ブレーキスイッ
チ１−５ｂ、各種回転数検出センサ１６〜１８スロツト
ルセンサ１９、プーリ位置センサ２１、水温センサ２０
などからの各種データを取り込み、それらの演算結果に
もとづき出力データを発生する。

そしてこの出力データにより、直流モータ４ａは、モー
タ駆動部２３を介し、また電磁クラッチ２は、クラッチ
駆動部２２を介し、制御される。

セレクタスイッチ１４から取り込まれるデータは、パー
キングロ、後退図、中位ロ、前進口。

それに低速国の各データであり、アクセルスイッチ１５
．ａからは、アクセルペダルが戻されたこと（アクセル
　オフ）を示す「アクセル」、ブレーキペダルが踏み込
まれたことを示す「ブレーキ」の各信号が、いずれもＭ
ＰＵＩＩに直接入力される。

次に、エンジン１の回転を表わすパルスを検出する電磁
ピックアップセンサ１８、ドライブシャフトの回転を表
わすパルスを検出する電磁ピックアップセンサ１７、デ
ィファレンシャルギア回転を表わすパルスを検出する電
磁ピックアップセンサ１６からの各々のパルスが入力さ
れたｌ１０１３は、そのパルスの周期から、各々の回転
数を算出し、そのデータはＭＰＵＩＩに取り込まれる。

また、スロットル開度を示ススロットルセンサ１９の信
号、エンジン１の冷却水温度を示す水温センサ２０の信
号、無段階変速装置４の駆動側プーリ４０の間隔を表わ
すブーり位置センサ２】の信号は、各々アナログ基の信
号であるため、工１０１３に内蔵されたＡ／Ｄ変換部（
アナログディジタル変換部）に入力され、Ａ／Ｄ変換後
、ＭＰＵＩＩに取り込まれる。

ＭＰＵ１．１はＲＯＭ１２に書き込まれでいるプログラ
ムを、ｌ１０１３およびＭＰＵＩＩ直接入力されるデー
タを適宜読しながら実行し、電磁クラッチ２、直流モー
タ４ａの制御データをｌ１０１３へ書き込む。工１０１
３はそのデータをパルスへ変換し、クラッチ制御部２２
．モータ制御部２３へ出力する。

モータ制御部２３は、直流モータ４ａを駆動するための
デユーティの変化できるパルスを出力する。また、モー
タ電流を検出して、ｌ１０１３のＡ／Ｄ変換部に入力し
、常時モータ電流を監視することにより、モータロック
状態などで避電流が流れた場合等の異常時に、モータ駆
動パルスの出力を停止し、モータ制御部２３や、直流モ
ータ４ａの保護を行なっている。

クラッチ制御部２２は、ｌ１０１３からのパルス信号に
より、モータ制御と同様に電磁クラッチ２の制御を行な
う。

第３図がクラッチ駆動部２２の詳細を示す。

電磁クラッチ２は、パワートランジスタ３１〜３４に接
続され、そして各パワートランジスタは。

前段増幅トランジスタ３５を介して、ｌ１０１３へ接続
されており、ｌ１０１３からのパルスで、３１〜３４の
パワートランジスタをオン、オフしている。パワートラ
ンジスタが３１〜３４と４ケ使用されているのは、電磁
クラッチ２に対して、正方向励磁および逆方向励磁を行
なうためであり、正方向励磁のときは、パワートランジ
スタ３１→電磁クラツチ２→パワートランジスタ３４の
順に、励磁電流が流れ、逆方向励磁のときは、パワート
ランジスタ３２→電磁クラツチ２→パワートランジスタ
３３の順に励磁電流が流れる。

次に第４図にｌ１０１３からのパルスと励磁電流の関係
を示す。

パルス１３、ａが、ＨＩＧＨレベルになった時に、パワ
ートランジスタ３１が、オン状態となり、１３ｂのパル
スがＬＯＷレベルになった時に、パワートランジスタ３
４がオンとなり、この時に１３ｂのパルスのローレベル
の時間に比例した励磁電流が電磁クラッチ２に流れる。

この時、電磁クラ′ツチ２の時定数を、パルスの周期以
上としているため、励磁電流は、１３ｂのパルスが、ハ
イレベルの期間も、フリーホイルダイオード３７を通し
て流れ続ける。

そして、電磁クラッチ２が発生するクラッチトルクは、
励磁電流が定格値内であれば、はぼ励磁電流に比例して
増加するので、１１０１３からのパルス１３ｂのデユー
ティにより、制御できることになる。

次に、この制御装置１０および電磁クラッチ２を用いた
車両発進時の制御方法について、第５図のフローチャー
トに基づき説明する。

このフローチャトで示されるデユーティ算出ルーチンは
、前進間レンジの時の例であり、このルーチン自体が、
２０ｍ５ｅｃ毎に実行される。

まず、このルーチンに入ると１０１で、車両が発進状態
にあるかどうか、すなわち車速がＯｋｍ／ｈでなおかつ
、アクセルペダルが踏み込まれた状態であるかを判定す
る。発進しようとしている状態でない時、すなわち走行
状態もしくは、発進制御中は、１０２へ、そうでない時
は、１０７へ移行する。１０２へ移行した場合、発進制
御前に必ず行なわれるクラッチオフ制御の最中であれば
１０７へ、そうでなければ１０３へ移行する。

１０３では、発進制御中であれば１１１へ、そうでなけ
れば１０４へ移行し、１０４でその時のエンジン回転数
ＥＲＥＶと、アクセル開度ＴＶ○から、あらかじめＲＯ
Ｍ１２内に、書き込まれているデータテーブルを参照し
、電磁クラッチ２に出力するためのパルスのデューテイ
イ直ＣＤＵＴＹを算出する。

そして、１０５にて現在クラッチオフ制御が終了直後で
なければ、１０６にて、１０４にて算出したＣＤＵＴＹ
を工１０１３に出力する。

すなわち、車両が走行状態にある時は、１０１゜１０２
．１０３，１０４，１０５，１０６の順に進み、電磁ク
ラッチ２を制御する。

次に、本発明にかかわる車両発進状態の場合は、車両発
進状態を検出（１０１）するとともに、１０７．１０８
．１０９．１１０で示される。

Ｔ　ｉ　Ｍ　Ｅ　Ｒφの時間だけクラッチオフの制御を
入れ、十分にエンジン回転ＥＲＥＶを上昇させる。

次に、１０４により、その時のエンジン回転ＥＲＥＵと
アクセル開度ＴＶＯにより、クラッチデユーティ値を求
める。そして、１１１，１１２゜１１３．１１４で示さ
れる部分により、先に１０４で求めたクラッチデユーテ
ィ値を基準に、Ｔ　ｉ　Ｍ　Ｅ　Ｒ１の時間をかけて除
々にクラッチデユーティ値を増加させる方式としている
。

では、本方式を詳細に述べることとする。

発進状態が１０１で検出された結果、１０７に移行し、
ＴｉＭＥＲφが０が判定する。すなわちクラッチオフ制
御が、終了したかどうかを判定する。

今、１０１より移行して来たため、ＴｉＭＥＲφ　＝Ｔ
φ値となっており、Ｔ　ｉ　Ｍ　Ｅ　Ｒφ−１（１０９
）と、クラッチオフ制御を行ない、このルーチンを終了
する。

２回目にこのルーチンに入った場合は、発進状態でなく
、１０２のクラッチオフ制御中で、ＹＥＳとなり、１ｏ
７に入る。今ＴｉＭＥＲφの初期値Ｔφ＊２０ｍ５ｅｃ
の時間経過後に、１０４に移行する。

１０７からの一連の動作によるクラッチオフ制御が終了
した直後、１０４により十分エンジン回転が上昇して落
ちついた値のクラッチデユーティ値を算出し、１０５か
ら１１１へ移行する。

ここで、Ｔ　ｉ　Ｍ　Ｅ　Ｒ１の初期値Ｔ　Ｉ　Ｉｓ　
２０ｍ５ｅｃ毎にクラッチデユーティＣＤＵＴＹはｎ＝Ｔ１−ＴｉＭＥＲｌという式で示される。

ただし、ＴｉＭＥＲｌは、Ｔ１値より、２０ｍ５ｅｃ毎
に、１ずつ減少する。

すなわち、２０ｍ５ｅｃ毎に、１０４で求めた、夕加さ
せ、車両発進時におけるクラッチのつながショックを軽
減している。

この状態を、スロットル開度、エンジン回転および、電
磁クラッチの励磁電流の関係として示したのが、第６図
である。

すなわち、車両発進状態の時、アクセルペダルを踏み込
み、スコツ１−ル開度が上がりはじめる時、第６図の様
にクラッチオフ期間を設け、エンジン回転数を上昇させ
、その時のエンジン回転数とスロットル開度により、ク
ラッチ励磁電流を段階的に上昇させている。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、車両発進時に制御装置
が、車両発進状態を検出し、すぐに、クラッチをつなぐ
動作に移行せず、意図的にクラッチオフ時間をとり、そ
の後段階的にクラッチをつなぐことにより、クラッチデ
ユーティを決定するパラメータであるエンジン回転が十
分に上昇しきってから、その値を基に段階的にクラッチ
デユーティをその値に近づけて行く制御を行なうことに
より、クラッチオフをもうけない時よりも、基準デユー
ティ値が、ある程度高い値にあるため、より発進時のク
ラッチ制御がショックなく行なえることになる。

また、アクセルのふみ込みにより、基準値が変化するた
め、結果的にみてクラッチデユーティ値増加の傾きが変
化することになり、クラッチを滑らかにつなげることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の車両駆動装置の構成図、第２図
は本実施例における制御装置のブロック図、第３図は電
磁クラッチ駆動部の回路構成図、第４図は第３図の各部
波形図、第５図は本実施例の動作を示すフローチャート
、第６図は本実施例の動作を示すタイミング図を示す。１・・・エンジン、２・・・電磁クラッチ、４・・無段
階変速装置、１０・・制御装置、２２・・電磁クラッチ
駆動部。第１図第２図第３図第４因第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、無段階変速装置と、電磁クラッチから成り、エンジ
ン回転数と、スロットルバルブ開度のデータをもとに、
電磁クラッチのクラッチトルクを設定するように制御す
る車両変速装置において、車両発進状態を検出する手段
を備え、発進状態を検出したことにより、一定時間、電
磁クラッチを切り、該時間経過後に、該時点でのエンジ
ン回転およびスロットルバルブ開度を基にしたクラッチ
トルクデータを、目標値とし、段階的にクラッチトルク
設定値を上昇させることを特徴とする車両変速装置。