JPH02195026A - 乾式クラッチの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベルト式無段変速機等を備えた車両において
、乾式クラッチを電子制御する制御装置に関し、詳しく
は、クラッチ焼付防止対策に関する。

〔従来の技術〕

近年、車両の自動クラッチとして、トルクコンバータ、
電磁式クラッチの他に乾式クラッチを用い、この乾式ク
ラッチを発進時や停車直前に自動的に接断制御すること
が考えられている。

この場合に、乾式クラッチの主として発進時の半クラッ
チ領域を種々の要素、方法で制御することを目的として
いるが、クラッチの焼付（フェード）に対してもその対
策が提案されている。ここで乾式クラッチでは、フェー
シングの摩擦係数が大きく設定されているが、砂地等の
悪路での走行において発進と停止が短時間に繰返される
と、クラッチフェーシング部分の発熱に伴いその面温度
が上昇する。そして所定の温度以上になると、フェーシ
ングの摩擦係数が急激に低下して伝達される動力が低下
すると共に発進が不能になり、最悪の場合はクラッチの
焼損を招く。このため、かかるクラッチの発熱に伴うフ
ェードの危険の有無を検出して、積極的に防止するよう
に対処する必要がある。

そこで従来、上記クラッチのフェード防止対策に関して
は、例えば特開昭６１−２７７８７号公報の先行技術が
ある。ここで、クラッチの入、出力回転数の差を積分し
て発熱量を求め、これが設定値を越えるとエンジンの点
火系、燃料供給系を制御して運転停止、出力低下するこ
とが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、クラッチフ
ェードの危険を生じた場合は、エンジンが停止するため
発進と共に走行が不能になる。しかし乾式クラッチでは
、フェーシング温度が一時的に上昇しても、クラッチが
完全に接続した状態で回転するとフェーシングは冷却さ
れ、放熱することによってフェーシング温度を低下させ
ることができ、発熱の抑制も可能である。従って、先行
技術のように走行不能にすることは、走行性能を必要以
上に損い、発熱の抑制の点でも好ましくない。

ここでクラッチのフェードは、半クラッチ状態のすベリ
時間が長いための発熱によって生じるのであり、短時間
に発進と停止が繰返されても、半クラッチ状態の時間を
短くすればフェードが未然に回避される。また、クラッ
チ接続状態での回転域を増すことで、放熱を促して発熱
を抑えることができるのであり、このことからフェード
防止対策としては積極的にクラッチの接続を促進するこ
とが望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、常に車両の走行を確保しつつクラッチ
のフェードを未然に回避することが可能な乾式クラッチ
の制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の乾式クラッチの制御
装置は、乾式クラッチの入、出力回転数差を算出する回
転数差算出部と、クラッチストロークに応じてクラッチ
トルクを求めるクラッチトルク算出部とからの出力信号
によって求められる半クラッチ状態の発熱量とクラッチ
接続時および解放時の放熱量とによりクラッチの熱量を
算出するクラッチ熱量算出部を有し、上記クラッチ熱量
算出部によって算出されたクラッチの熱量の大きさに対
応して半クラッチ制御の接続速度を増大補正する補正部
を有するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、乾式クラッチの熱量が発熱量と放熱
量とにより常に算出されており、クラッチの熱量が増大
すると、それに応じて発進時の半クラッチ接続速度の増
大補正により迅速に接続し、発熱を有効に抑えてフェー
ドを未然に回避するようになる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、乾式クラッチに無段変速機を組合わせ
た駆動系について述べると、エンジン１のクランク軸２
が乾式クラッチ３のフライホイール４に連結する。乾式
クラッチ３はフライホイール４にダイヤフラムスプリン
グ５を有するクラブチプレート６が対向配置し、このス
プリング５にレリーズレバ−７を介しアクチュエータの
例えばＤＣモータ８等が連結して成る。ＤＣモータ８は
ブレーキ機構を内蔵して通電の停止により任意の位置に
停止保持するものであり、回転を直線変位に変換してレ
リーズレバ−７を操作する。ここで、例えばＤＣモータ
８の正転によるレバー７の操作でフライホイール４とク
ラッチプレート６を摩擦力で機械的に係合して接続し、
ＤＣモータ８の逆転によるレバー７の操作でその係合を
解いて切断する。また、かかるＤＣモータ８の正逆転時
に通電をデユーティ制御し、回転速度を可変とし、クラ
ッチストロークの変化速度をデユーティ比に応じて可変
にする構成である。

上記乾式クラッチ３のクラッチプレート６は、前後進切
換装置９を介して無段変速機１０のプライマリ軸１１に
連結し、このプライマリ軸１１のプライマリプーリ１２
とセカンダリ軸１３のセカンダリプーリ１４にベルト■
５が巻装される。セカンダリ軸１３はリダクションギヤ
１Ｂを介しディファレンシャル装置１７に連結し、ディ
ファレンシャル装置１７から車輪側に伝動構成される。

無段変速機ＩＯはセカンダリプーリ１４のライン圧、プ
ライマリプーリ１２のプライマリ圧をソレノイド弁等で
電子制御することで、伝達トルクに応じたブーり押付力
を付与し、更にベルト１５の巻付は径の比を変えて自動
的に無段変速する構成である。

制御系について述べると、セレクトレバー側のシフト位
置センサ２０．アクセルペダル側のアクセルスイッチ２
１．エンジン回転数センサ２２．スロ・ットル開度セン
丁２３．プライマリブーり回転数センサ２４．セカンダ
リブーり回転数センサ２５．更にモータ側でクラッチ位
置を検出するクラッチ位置検出器２６を有する。そして
、これらの各信号が電子制御ユニット２７に人力し、制
御ユニット２７からのモータ制御信号がＤＣモータ８に
出力して乾式クラッチ３のクラッチ接続速度を制御する
。また、制御ユニット２７からの変速制御とライン圧制
御の各信号は油圧制御回路２８に出力し、無段変速機１
０を変速制御するようになっている。

第１図において電子制御系について述べる。

先ず、無段変速制御系について述べると、変速速度制御
部８０とライン圧制御部３１とを有する。変速速度制御
部３０は、実変速比算出部３２でブライマリブーり回転
数センサ２４．セカンダリブーり回転数センサ２５のプ
ライマリプーリ回転数Ｎｐ、セカンダリプーリ回転数Ｎ
ｓにより実変速比１を算出し、目標変速比算出部３３で
目標プライマリプーリ回転数Ｎ　ｐｄ、セカンダリブー
り回転数Ｎｓにより目標変速比ｉｓを算出する。そして
変速速度算出部３４では、これらの実変速比ｌ、目標変
速比ＩＳの偏差等により変速速度旧／ｄｔを求め、これ
に応じたデユーティ信号をソレノイド弁３５に出力して
実変速比ｌを目標変速比ｉｓに追従制御する。ライン圧
制御部３１は、スロットル開度センサ２３のスロ・ソト
ル開度θ、エンジン回転数センサ２２のエンジン回転数
ＮｅによりエンジントルクＴを求め、これと実変速比ｌ
により目標ライン圧ＰＬＤを設定する。

そして、この目標ライン圧ＰＬＤに応じたデユーティ信
号をソレノイド弁３Ｂに出力して、伝達トルクに応じラ
イン圧制御する。

次いで、クラッチ制御系について述べると、発進意志の
有無と共にクラッチ状態を判断するため、クラッチ断判
定部４１．半クラッチ判定部４２．クラッチ接判定部４
３を有する。クラッチ断判定部４１はシフト位置センサ
２０のシフト位置がパーキング（Ｐ）、ニュートラル（
Ｎ）の場合、そのシフト位置がドライブ（Ｄ）、リバー
ス（Ｒ）でアクセルＯＦＦの走行状態で、更にエンスト
を防止するために車速が所定値以下の場合にクラッチ解
放を判断する。

半クラッチ判定部４２は、シフト位置がり、Ｒでアクセ
ルスイッチにクラッチ断判定部４１により前回がクラッ
チ断制御の場合に半クラッチ状態を判断する。クラッチ
接判定部４３は、後述するように半クラッチ制御により
クラッチ接領域に入った場合、アクセルＯＦＦの走行状
態で車速が所定値以上の場合にクラッチ接続を判断する
。

クラッチ断判定部４１の判断結果は比較制御部４４に入
力し、比較制御部４４から駆動部４５を介してＤＣモー
タ８に逆転信号が出力する。また、接続速度設定部４６
から所定のクラッチ接続速度＄１の信号が駆動部４５に
入力し、クラッチ接続速度白１に応じたデユーティ信号
が出力してモータ回転速度を制御する。

半クラッチ判定部４２に対しては、接続初期の領域Ｉ、
半クラッチ制御の領域■、完全接続の領域■の３つに分
割された領域Ｉ判定部４７．領域■判定部４８．領域■
判定部４９を有する。領域■判定部４７は、半クラッチ
判定部４２の出力で最初に選択されるものであり、領域
Ｉ判定部４７の出力とエンジン回転数Ｎｅ、スロットル
開度θが接続速度設定部５０に人力する。ここで領域Ｉ
のクラッチ接続速度白２は、スロットル開度θに対して
は増大関数で、エンジン回転数Ｎｅに対しては減少関数
で設定され、発進意志と共にスロットル開度θが大きい
程、走行抵抗によりエンジン回転数Ｎｏの上昇が小さい
程白２が大きくなる。また、エンジン回転数Ｎｅの上昇
に応じクラッチ接続速度Ｓ２は顕著に小さくなり、領域
Ｈに滑らかに移行するようになっている。そこでかかる
スロットル開度θエンジン回転数Ｎｏのマツプで検索さ
れたクラッチ接続速度＄２が、比較制御部４４に入力し
てＤＣモータ８の正転を指示し、駆動部４５に入力して
クラッチ接続速度＄２に応じたデユーティ信号をを出力
する。

領域■判定部４８は、上記領域Ｉのクラッチ接続速度穴
２が例えば所定速度穴、。にまで低下した時点で選択さ
れ、それより３２が小さいと領域Ｈ判定部４８に移行し
、領域■判定部４８の出力とエンジン回転数Ｎｅおよび
エンジン回転数変化速度算出部５１で算出されたエンジ
ン回転数変化速度内ｅとが接続速度設定部［５２へ入力
する。ここで、領域Ｈのクラッチ接続速度９３は、エン
ジン回転数変化速度Ｍｅに対し増大関数で設定され、ク
ラッチフエーンングのすべりの変化や、クラッチ接続速
度＄が大きすぎることによりエンジン回転数変化速度Ｍ
ｅが低下した場合にクラッチ接続速度Ｓ３を減じてエン
ジン回転数の上昇を促す。また、クラッチ接続速度＄３
はエンジン回転数Ｎｅに対しても増大関数で設定され、
領域■に滑らかに移行するようになっている。そこでか
かるエンジン回転数Ｎｅ、エンジン回転数変化速度Ｍｅ
のマツプで検索されたクラッチ接続速度穴３が、上述と
同様に比較制御部４４と駆動部４５とに入力して指示す
る。

領域■判定部４９は、クラッチミート検出部５４におい
てＮｅ−Ｎｐが検出された時点で選択され、接続速度設
定部５３でモータ正転と所定の接続速度臼４とを出力す
る。更にクラッチ接判定部４３は、接続速度設定部５３
の出力が所定時間経過した後に選択され、比較制御部４
４でＤＣモータ８を最大クラッチストロークに停止保持
するようになっている。

一方、クラッチフェード防止対策について述べると、ク
ラッチの入力側回転数であるエンジン回転数Ｎｏと出力
側回転数であるプライマリプーリ回転数Ｎｐとが入力す
る回転数差算出部６０を有し、回転数差ΔＮをΔＮ−Ｎ
ｅ−Ｎｐにより算出する。

またストロークセンサ６１のクラッチストロークＳが入
力するクラッチトルク算出部６２を有し、第３図（ａ）
のマツプによりクラッチトルクＴｃをクラッチストロー
クＳとの関係で求めるのであり、これらの回転数差ΔＮ
、クラッチトルクＴｃおよび例えばクラッチ断判定部４
１の出力信号のようにクラッチが断しているか否かを判
定できる信号がクラッチ熱量算出部６３に入力してクラ
ッチの熱量Ｑを算出する。即ち、半クラッチ制御時に発
熱量をｆＴｃ　・八Ｎｄｔにより算出し、クラッチの接
続あるいは解放状態時に一定の放熱量ΔＱを設定し、こ
れらの発熱ｆｆ１ｆＴｃ　・ΔＮｄｔと放熱量ΔＱとの
差によりクラッチの熱ＱＱを定める。このクラッチの熱
ｍＱは、補正係数設定部６４に入力して第３図（ｂ）の
マツプにより補正係数ｋを定めるのであり、この補正係
数にはクラッチの熱ｆｆ１Ｑに対し増大関数になってい
る。そしてこの補正係数には、接続速度設定部５２の出
力側に設けられている補正部６５に入力して、接続速度
＄３を白３Ｘｋにより増大補正するようになっている。

次いで、かかる構成の制御装置の作用を、第４図のフロ
ーチャートと第５図のタイムチャー１・を用いて述べる
。

先ず、停車時にＮ、Ｐへのシフト位置、またはり、Ｒの
シフト位置でもアクセルＯＦＦで車速が設定値以下の場
合は、クラッチ断判定部４１が選択される。そこで、比
較側？；ｆＩＪ部４４と接続速度設定部４６とによりＤ
Ｃモータ８は所定の速度で逆転駆動され、これにより乾
式クラッチ３のストロークは最大となり接続開始位置に
戻ってクラッチ解放状態を保っている。

次いで、上記クラッチ断制御の後にり、Ｈのシフト位置
でアクセルＯＮすると、半クラッチ判定部４２により先
ず領域１判定部４７が選択され、接続速度設定部１５０
でクラッチ接続速度穴２がスロットル開度θ、エンジン
回転数Ｎｅのマツプにより設定される。ここで、エンジ
ン回転数Ｎｅは第５図（Ｃ）のように低い状態から急に
上昇することから、クラッチ接続速度＄２は最初大きい
値であるが急激に小さい値に変化し、これにより第５図
（ｂ）のように乾式クラッチ３は、迅速かつ円滑に接続
方向（クラッチストローク減少方向）に移動する。

一方、スロットル開度θが大きい場合は、クラッチ接続
速度＄２が全体的に大きく設定され、このためエンジン
回転数Ｎｅの立上りが大きいのに対応して乾式クラッチ
３のストローク変化も速くなる。

そして白２≦白、。になると、領域■設定部４８が選択
されて半クラッチ制御域に移行し、接続速度設定部１１
５２でクラッチ接続速度臼３がエンジン回転数Ｎｅ、エ
ンジン回転数変化速度Ｍｅのマ・ノブにより改めて設定
される。この領域■ではクラッチ接続開始により動力伝
達が始まり、第５図（Ｃ）のようにクラッチ出力側のプ
ライマリプーリ回転数Ｎｐが上昇を開始することで、エ
ンジン回転数Ｎｅの上昇は緩やかになる。従って、この
エンジン回転数変化速度Ｍｅに対応してクラッチ接続速
度Ｓ３は小さい値になり、乾式クラッチ８のストローク
は第５図（ｂ）のように緩やかに減少し、クラッチフェ
ーシングのすべりの変化等の種々の要因により勺ｅ≦０
になると３３絢０になってエンジン回転数Ｎｅの上昇を
促す。

こうして、スロットル開度θが異なる場合でも、略同−
時期にＮｅ−Ｎｐのミート点に達し、このとき領域■判
定部４９が選択され、接続速度設定部Ｉ［Ｉ５３による
クラッチ接続速度臼４により乾式クラッチ３０ストロー
クは更に減少して完全に接続する。このとき所定時間経
過すると、上述の発進時の制御がクリアされてクラッチ
接判定部４３が選択され、ＤＣモータ８が停止されるこ
とにより乾式クラッチ３は接続状態に保持されるのであ
る。

次いで、上述のようにクラッチ接続した後は、エンジン
動力がそのまま無段変速機１０に人力し、変速速度制御
部３０とライン圧制御部３１とにより無段変速された動
力が出力して走行する。

一方、上述のクラッチ制御の際にクラッチの入力側と出
力側の回転数差ΔＮ、クラッチトルクＴｃが算出されて
第４図のフローチャートが実行される。即ち、クラッチ
熱量算出部６３において回転数差ΔＮ、クラッチトルク
Ｔｃによる半クラッチ時の発熱ｍ　Ｔ　ｃ　・ΔＮとク
ラッチ接続および解放状態時の所定の放熱量ΔＱとによ
りクラッチの熱ＱＱが算出されるのであり、発進と停止
が短時間に繰返されるとΔＱが少な（、Ｔｃ　・ΔＮの
分が多くなることでクラッチの熱量Ｑは増大する。

そしてこのクラッチの熱ｍＱに応じた補正係数ｋが設定
されて、補正部８５に人力する。そこで、発進時の領域
Ｈの半クラッチ制御において、クラッチの熱ｆｆ１Ｑが
急増してフェーシング摩擦係数が低下し、エンジン回転
数Ｎｅ、ブライマリブーり回転数Ｎｐの立上りが第５図
（Ｃ）の破線のようになると、接続速度設定部５２の接
続速度臼３が補正係数ｋにより増大補正されて、第５図
（ｂ）の破線のようにクラッチ接続方向に迅速にストロ
ークする。

このため乾式クラッチ３は、強制的に速く接続されて発
熱を抑えると同時に放熱を促し、車両の走行を確保して
フェードを未然に回避するようになる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、クラッチ熱量を設定値と比較してフェード判定し、
第５図（ｂ）の−点鎖線のように最大の接続速度でスト
ロークしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、乾式クラッチ
の制御においてクラッチの熱量が増大すると、発進時の
半クラッチ制御の接続速度を増して接続を速めるので、
車両の走行が確保され、更に発熱を有効に抑えてフェー
ドを防止することができる。

さらに、クラッチの熱量を発熱量と放熱量とにより求め
て補正するので、精度よくクラッチ熱量が検出され、適
切にフェードを防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾式クラッチの制御系のブロック図、 第２図は乾式クラッチの制御装置の実施例を示す全体構
成図、 第３図（ａ）はクラッチトルク、（ｂ）は補正係数のマ
ツプを示す図、 第４図は発進制御の作用のフローチャート図、第５図は
発進制御のタイムチャート図である。 ３・・・乾式クラッチ、８・・・ＤＣモータ、２７・・
・制御ユニット、５２・・・接続速度設定部、６０・・
・回転数算出部、６２・・・クラッチトルク算出部、６
３・・・クラッチ熱量算出部、６５・・・補正部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 乾式クラッチの入、出力回転数差を算出する回転数差算
   出部と、クラッチストロークに応じてクラッチトルクを
   求めるクラッチトルク算出部とからの出力信号によって
   求められる半クラッチ状態の発熱量とクラッチ接続時お
   よび解放時の放熱量とによりクラッチの熱量を算出する
   クラッチ熱量算出部を有し、 上記クラッチ熱量算出部によって算出されたクラッチの
   熱量の大きさに対応して半クラッチ制御の接続速度を増
   大補正する補正部を有することを特徴とする乾式クラッ
   チの制御装置。