JPH01316526A - 電磁クラッチの制御方法 - Google Patents

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】 ［＋？業上の利用分野］ 本発明は電磁クラッチの制御方法に係り、詳しくは連結
時にトルクの伝達を滑かに立上がるようにした電磁クラ
ッチの制御方法に関する。

［従来の技術］ ｆｆ１ｌａクラツチを介してエンジンにより駆動される
車両空調用圧縮機は電磁クラッチの連結時に不快な連結
ショックを発生Ｊることがあり、また、連結が急灘であ
ると液圧縮現象により圧縮機を破壊したりすることが知
られている。

この問題の改善のために、圧縮機の起動時に圧縮■を徐
々に回転するようにした電磁クラツヂ制御回路が特開昭
５８−１９１３２６号公報に記載されている。この回路
は電磁クラッチの連結時に、一定のパルス間隔と連続的
に広くなるように設定されたパルス幅とをもつパルス電
圧を電磁クラッチに印加するものであり、パルス幅の拡
延とともに圧縮機に伝達されるトルクが増大するように
構成されている。

［解決を必要とする課題］ 上記した従来技術において、電磁クラッチのアーマチュ
アと〇−夕との間の空隙がＯか又（ま小さい場合には、
パルス幅の連続的な拡延とともに７−マヂユアに伝達さ
れるトルクは第４図の１〜ルクの波形へに示づように増
大し、アーマチュアの円滑なトルク伝達が可能になる。

しかし、上記空隙が摩耗などで拡大されると、伝達され
るトルクはパルス電圧のデユーティ比がある程度大きく
なった段階で急速に立上がり、その結果として再び連結
ショックが問題となる。

次に、この問題を更に詳細に説明する。

空隙が増加すると、アーマチュアとロータ間の電磁吸引
力は空隙幅の二乗に反比例するので、電磁吸引力は小さ
くなる。更に、前記先行技術では連続的にパルス幅が拡
延するので、パルス印加期間の初Ｉｎにはパルス幅に比
例１Ｊる吸引時間が短く、しかもこの吸引時間の大部分
は空隙の縮小作用に費されて、実質的な吸着時聞即ちト
ルク伝達時間は極端に短くなる。したがって、パルス印
加期間の初期にアーマチュアに伝達されるトルクは非常
に小さ（なる。なお、アーマチュアに伝達されるトルク
の平均値は、電磁吸引力及び吸着時間のほかロータ回転
数及びアーマチュアの負荷にも関係するが、これらの因
子は一定であるものとする。

その後、パルス幅（吸引時間）が増大すると、実質的な
吸着時間（トルク伝達時間）は加速的に増加し、その結
果、第４図のトルク波形已に示すように、伝達されるト
ルクは短時間に増大して、連結ショックが発生する。゛ もちろん、この先行技術において、パルス印加期間の初
期に大きな増加率でパルス幅を増加すれば、空隙増加に
もかかわらず、トルクの立上りの遅れを減らすことがで
きる。しかしながら、このようにすると空隙がＯ又は小
さい場合にトルクが急激に立上がり、連結ショックがか
えって大きくなるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、電磁クラ
ッチの連結をその空隙の大小に拘らず滑かにづるように
した電磁クラッチの制御方法を提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の′！Ｂ磁クワクラッチ御方法は、パルス起動さ
れる電磁クラッチの連結時に電磁クラッチのデユーティ
比を段階的に増大せしめるように構成されている。

ここで、デユーティ比の段階的な増大とは、印加するパ
ルス電圧のデユーティ比を複数パルス周期毎に増大する
ことをいう。

［作用］ 本発明のｌｊＪ　Ｉ１１方法によれば、各段階のトルク
はそれぞれ、各段階のデユーティ比で決まるパルス幅に
応じて段階的に増加する。即ち、空隙の大小に拘らず、
各段階の終期にはその時点のデユーティ比に応じたトル
クに確実に達することができるとともに、それ以上にト
ルクが増加することは無く、トルクの立上りに伴う連結
ショックは良好に緩和される。

また、デユーティ比を連続的に増加する先行技術に比較
して、パルス印加期間の初期のパルス幅は相対的に大き
く設定できるので、伝達されるトルクをより大きくする
ことができる。

［実施例］ 本発明のｔ、ＩＩ御方法を適用した車載圧縮機用電磁ク
ラッチの一実施例を第１図に示す。

この［３クラツチ１００は、自動中エンジンにより駆動
されるロータ８とロータ８に相対して配置したアーマチ
ュア１６とを励磁コイル３の内外磁気回路１１．１２に
包含し、励磁コイル３への通電によりロータ８にアーマ
チュア１６を吸着して、ロータ８とアーマチュア１６と
を一体に回転可能とし、さらにアーマチユア１６と圧縮
機の回転軸２に連結したハブ１９とを円筒形に形成した
クツションゴム１７を介して結合するように構成してい
る。

更に詳細に説明すれば、圧縮機のハウジング１にはステ
ータハウジング４が固定され、さらに励磁コイル３は枠
体７によりステータハウジング４内に固着されている。

ロータ８はハウジング１に固定された軸受９により回転
自在に保持されてＪ３す、アーマチュア１６の吸着面１
１１と対向するＰｊ擦根板１０備えている。内外磁気回
路１１．１２の一部はステータハウジング４の内外周に
沿って回転可能に形成されている。

上記した電磁クラッチ１００の基本的な動作を以下に説
明する。

制御装置２００が電磁クラッチの励磁コイル３へ通電す
ると、励磁コイル３の発生磁界によりアーマチュア１６
の吸着面１１１は１テ擦板１０に吸着する。そのとき、
円筒形のクツションゴム１７はロータ８とアーマチュア
１６との間の空隙分だけ軸方向にたわみ、そしてロータ
８は自動車エンジンよりベルト２４を介して駆動されて
いるために、上記駆動力がアーマチュア１６に伝達され
、さらにクツションゴム１７に伝達される。このとき、
圧縮；蔑は固定しているため、圧縮機の負荷と慣性モー
メントによる力及び回転している駆動側の駆動力と慣性
モーメントによる力がクツションゴム１７にｖｊＪｖｉ
的に加わり、クツションゴム１７は軸方向にたわんだ状
態でさらに回転方向にねじられる。このクツションゴム
１７の作用により衝撃力を緩和して圧縮機に駆動力が伝
達される。そして制御装置２００かり＋６ｔｌコイル３
への通電を遮断すれば、アーマチュア１６に作用してい
た吸引力が消滅するので、アーマチュア１６は円筒形の
クツションゴム１７の復元力（軸方向のたわみに対する
復元力）により元の位置に復帰する。

本実施例の１１罪方法を実施するルリ陣装置２００を第
２図に示す。

υｊ制御装置２００、パルスυ１！１１１回路２０１と
、ベースバイアス抵抗２０２，２０３と、トランジスタ
２０４とから構成されている。

パルス制御回路２０１は、バッテリＥからコンプレッサ
ー起動スイッチ３００を介して、１１８Ｉ電Ｌ［を入力
され、電＃Ｉ電圧の入力によりトランジスタ２０４にパ
ルス電圧を出力する回路である。パルス制御回路２０１
は、パルス発生用の無安定マルチバイブレーク（図示せ
ず）及びそのデユーティ比を制御するデユーティ比制御
回路（図示せず）とを備えている。この無安定マルチバ
イブレータは電源電圧の入力とともに発振するように構
成され、デユーティ比制御回路は、電源電圧の入力とと
もに発振し、時間の経過とともに段階的にデユーティ比
を増加し、その後で発振を停止するように構成されてい
る。なお、無安定マルチバイブレークの出力端は発振停
止後にハイレベルとなるよに構成されている。なお、こ
のようなパルスυ制御回路自体は周知であるので説明を
省略する。

トランジスタ２０４はベースバイアス抵抗２０２．２０
３で分圧された前記パルス電圧を、そのベースに受は取
り、そのコレクタにより電磁クラッチ１００の励磁コイ
ル３を駆動するように構成されている。ＴｉｈｖＡコイ
ル３のコレクタに接続されない方の端部はコンプレッサ
起動スイッチ３００を介してバッテリーＥに接続され、
更に励磁コイル３の両端に周知の逆流防ＩＦ回路３Ａが
並列接続されている。

このυ制御装置２００のＬｌｌ罪動作を第３図のトルク
波形図を参照して説明する。ただし、第３図に示すトル
ク波形は高周波成分をフィルタによりカットされている
。第３図のトルク波形Ａは空隙が小さい場合のトルク伝
達特性を表わし：トルク波形Ｂは空隙が大きい場合のト
ルク伝達特性を表わす。また、パルスａｊ１１１１装置
２００は、時点ｔＯ〜ｔ１間の期間Ｔ１に第１段階のパ
ルス電圧ＰＡを印加され、時点ｔ１〜ｔ２間の期間Ｔ２
に第２段階のパルス電圧ＰＢを印加され、時点ｔ２〜ｔ
３間の期間Ｔ３に第３段階のパルス電圧ＰＣを印加され
、時点ｔ３以降に直流電圧ＤＣＶを励磁コイル３に印加
するものとする。

まず、時点ｔｏにおいて、コンプレッサ起動スイッチ３
００をオンすると、パルス幅が６ｍｓ　ｅｃ、パルス間
隔が１４ｍ５ｅｃであり６９１１のパルスで構成される
第１段階のパルス電圧ＰＡが励磁コイル３に印加される
。

それに応じて、アーマチュア１６には小トルクが伝達さ
れる。、ｔ！Ｉ］ち、第３図に示すように間隙が小さい
場合には平均トルクがＴＡであり、間隙が大きい場合に
は平均トルクがＴＡ”であるトルクが、アーマチュア１
６に伝達される。ここで、平均トルクＴＡ”は平均トル
クＴＡよりも少し小さくなる。しかし、期間Ｔ１の終期
には、トルクＴＡとトルクＴＡ′とはほとんど等しくな
る。

期間Ｔ２において、パルス幅及びパルス間隔がそれぞれ
１０ｍ５ｅｃであり５個のパルスで構成される第２段階
のパルス電圧ＰＢが印加され、それに応じて平均トルク
がＴＢもしくはトルクＴＢ′である中トルクがアーマチ
ュア１６に伝達される。

更に同様に、期間Ｔ３において、パルス幅が１４ｍ５ｅ
Ｃ，パルス間隔が６ｍ５ｅｃであり４個のパルスで構成
される第３段階のパルス電圧ＰＣが印加され、それに応
じて平均トルクがＴＣもしくはＴＣ＝である高トルクが
アーマチユア１６に伝達される。

時点ｔ３に至ると励磁コイル３には直流電圧ＤＣ■が印
加され電磁クラッチは完全連結される・第３図のトルク
波形Ｂかられかるように、デユーティ比を段階的に増加
すると、間隙幅の変化にかかわらず、各段階の終期にお
けるトルクはあらかじめ定められたトルク直に達するよ
うにできるので、電磁クラッチのトルクを円滑に立上げ
、ショックを緩和することができる。

［発明の効果］ 上記説明したにうに、本発明のｔｌＩ＋１　ｔａｌｌ　
：／Ｊ法では、電磁クラッチの連結時にパルス電圧のデ
ユーティ比を段階的に増加しているので、以下の効果を
奏することができる。

（１）パルス幅を連続的に増加する従来技術に比較して
、各段階の初期に相対的に広いパルス幅のパルスを印加
し、かつ各段階の終期に相対的に狭いパルスを印加する
ように構成されているので、各段階、の初期に生じるト
ルクを増加することができ、その結果、空隙幅が増加し
てもトルクの立上がりが円滑となり、連結ショックを減
少することができる。なお、前記したように、従来技術
において最初からパルス幅を増加して空隙増加に対応す
ることも可能であるが、空隙が小さい場合にトルクの立
上がりが甲くなり、加速ショックを生じてしまう。

（２）空隙の変化にもかかわらず、各段階の終期には常
に所定のトルクとなるので、！−ルクの立上り特性の変
化が少なく、空隙増加による連結ショックの増加を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法により連結制御される電磁ク
ラッチの一実施例を示す模式図である。 第２図は本発明の制御方法を実施する制御装置の一実施
例を示すブロック回路図である。第３図は本発明の制御
装置による連結時のトルク波形図である。第４図はパル
ス幅が連続的に増加する従来の制御装置による連結時の
トルク波形図である。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　パルス起動される電磁クラッチの連結時に電磁クラッ
   チのデユーティ比を段階的に増大せしめることを特徴と
   する電磁クラッチの制御方法。