JPH04316721A - 車輌用クラッチ電流制御装置の地絡保護方式 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、車輌用電磁クラッチ
等の地絡時に、過大な電流が流れないようにした車輌用
クラッチ電流制御装置の地絡保護方式に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来の車輌用クラッチ電流制御装置とし
て例えば特開昭６３−５７３４２号公報に開示されたも
のがある。図３は従来のこの種の装置の構成を示してい
る。図３において、１はクラッチ電流制御手段、２はイ
ンターフェース２３とコンピュータ２４から構成された
クラッチ電流演算手段、３は例えば車載バッテリのよう
な電源、４はクラッチコイル４１とその両側に接続され
たスリップリング４２，４３等からなる例えば車輌用の
電磁クラッチである。 【０００３】１１，１２は出力トランジスタ、１３は出
力トランジスタ１２のエミッタと接地間に接続された電
流検出抵抗、１４はクラッチ電流演算手段２からＤ／Ａ
変換器２５を介して与えられるアナログ指令信号ＳＩＡ
と電流検出抵抗１３により検出されたクラッチ電流のク
ラッチ電流帰還信号ＳＦ　との差を検出する電流偏差検
出器である。 【０００４】１５は電流偏差検出器１４の偏差出力信号
により出力トランジスタ１１のオン・オフ信号を発生す
るパルス幅変調器（以下、ＰＷＭ変調器と称す。）、１
６は還流ダイオード、１７は早切ダイオードである。 【０００５】出力トランジスタ１１は、そのエミッタが
、負極側が接地された電源３の正極側に、そのコレクタ
が出力端子２０を介して電磁クラッチ４のスリップリン
グ４３に、そのベースが抵抗５１を介してＰＷＭ変調器
１５の出力側に接続されている。 【０００６】また、出力トランジスタ１２は、そのコレ
クタが出力端子２１を介して電磁クラッチ４のスリップ
リング４２に、そのベースが抵抗５２を介してクラッチ
電流演算手段２の出力ポートに接続されている。 【０００７】１８，１９は出力トランジスタ１１，１２
がいずれもオフのとき電磁クラッチ４に微小逆励磁電流
を流すための逆励磁抵抗、６０，６１は逆励磁抵抗１８
，１９の通電路をそれぞれオン・オフするための逆励磁
給電制御用トランジスタで、それぞれのベースが抵抗６
２，６３をそれぞれ介してクラッチ電流演算手段２の出
力ポートに接続されている。 【０００８】次に動作について説明する。クラッチ電流
演算手段２は、走行制御情報ＳＤ　とエンジン制御情報
ＳＥ　を入力し、これらの入力情報に基づいて電磁クラ
ッチ４の電流量を演算し、この演算結果に応じた電磁ク
ラッチ電流指令信号としてデジタル指令信号ＳＩＤを出
力する。Ｄ／Ａ変換器２５はこのデジタル指令信号ＳＩ
Ｄをアナログ指令信号ＳＩＡに変換して出力する。電流
偏差検出器１４は、このアナログ指令信号ＳＩＡと電流
検出抵抗１３からのクラッチ電流帰還信号ＳＦ　との偏
差をとって、この偏差信号を出力する。この偏差信号を
入力としてＰＷＭ変調器１５は出力トランジスタ１１の
オン・オフ制御を行う。 【０００９】クラッチ接続時には、クラッチ電流演算手
段２からの開放信号ＳＯ　により出力トランジスタ１２
はオンのままであり、出力トランジスタ１１はＰＷＭ変
調器１５の出力のパルス幅に応じてオン・オフ動作を行
い、オン動作時に電源３からのクラッチ電流ＩＣ　を電
磁クラッチ４に通電する。このクラッチ電流ＩＣ　は、
電磁クラッチ４を流れ、更に出力トランジスタ１２を通
過し、クラッチ電流帰還信号ＳＦ　とされると共に電流
検出抵抗１３を流れる。また、出力トランジスタ１１の
オン・オフの繰り返し時のオフ時にも、還流ダイオード
１６を通して、電磁クラッチ４にクラッチ電流ＩＣ　を
給電する。 【００１０】また、クラッチ開放時には、クラッチ電流
演算手段２により、出力トランジスタ１１，１２がオフ
、逆励磁給電制御用トランジスタ６０，６１がオンに制
御される。これにより、逆励磁抵抗１８，１９を通して
電磁クラッチ４に逆励磁電流が電源３から図示通電矢印
方向とは反対向きに供給され、クラッチトルクの磁留磁
気トルクを減少させ、電磁クラッチ４のひきづり回転を
防止している。 【００１１】この他に、出力トランジスタ１１，１２の
素子電流を検出したり、素子電圧異常を検出して、その
検出信号をクラッチ電流演算手段２に帰還して出力トラ
ンジスタ１１，１２の保護を行なっていた。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】従来の車輌用クラッチ
電流制御装置は以上のように構成されているので、出力
トランジスタ１１の電流抑制機能がなく、クラッチ電流
制御手段１の出力端子２０や電磁クラッチ４の地絡時に
は、素子性能で決まる過大な短絡電流が流れるため例え
ば出力トランジスタ１１等の短時間の破壊に到り、装置
の信頼性を保証することが困難となるなどの課題があっ
た。 【００１３】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、地絡時に短絡電流を電界効果型ト
ランジスタの最大定格電流に制限することのできる車輌
用クラッチ電流制御装置の地絡保護方式を得ることを目
的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】この発明の車輌用クラッ
チ電流制御装置の地絡保護方式は、電磁クラッチ電流指
令信号とクラッチ電流帰還信号との偏差に応じてオン・
オフされるスイッチング手段と、クラッチ開放信号によ
りオン・オフに制御され、クラッチ電流を電流検出抵抗
に流すスイッチング素子と、スイッチング手段とスイッ
チング素子の間に設けられた電磁クラッチを備えた装置
において、スイッチング手段を電界効果型トランジスタ
と定電圧ダイオードと短絡電流検出抵抗で構成したもの
である。 【００１５】 【作用】この発明におけるスイッチング手段は、定電圧
ダイオードによって電界効果型トランジスタのゲート電
圧を制限し、地絡時に短絡電流検出抵抗にかかる電圧の
増大によって、ソース・ドレインの一方の電圧をゲート
電圧に近づけてこれにより決まる電界効果型トランジス
タの最大定格電流に短絡電流を制限する。 【００１６】 【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例に係る車輌用クラッチ
電流制御装置の地絡保護方式の構成を示し、従来例と同
一又は相当部分には図３と同じ符号１〜４，１２〜２１
，２３〜２５，４１〜４３，５１，５２，６０〜６３を
付し、その重複説明を避ける。 【００１７】次に従来例と異なる部分について述べる。 １０１は例えばｐチャネルエンハンスメント型の電界効
果型トランジスタで、ソース側が短絡電流検出抵抗１０
２を介して電源３の正極側に接続され、ドレイン側が出
力端子２０を介して電磁クラッチ４のスリップリング４
３に接続され、ゲート側が抵抗５１を介してＰＷＭ変調
器１５の出力側に接続されている。また、電界効果型ト
ランジスタ１０１のゲートと電源３の正極側に定電圧ダ
イオード１０３のアノード、カソードがそれぞれ接続さ
れている。 【００１８】かかる装置の非地絡時の動作については、
図３に示す出力トランジスタ１１の代りに電界効果型ト
ランジスタ１０１が同様に動作し、従来例の説明から自
明なのでその説明を省略する。 【００１９】図２は上記電界効果型トランジスタ１０１
のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ及びドレイン電流ＩＤ　
特性を示している。図２において、ゲート・ソース間電
圧ＶＧＳを下げていくことにより許容される電流ＩＤ　
が増加する。通常使用ドレイン電流ＩＳＤを１０（Ａ）
とした時、ゲート電圧を−３．２５（Ｖ）以下に確保す
る必要がある。 【００２０】他方、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳはゲー
ト回路電圧（図示ＶＧ　）と短絡電流検出抵抗１０２の
抵抗値ＲＳ　との間から下記式のようになる。 【００２１】ＶＧＳ＝ＶＧ　−ＩＤ　ＲＳ　【００２２
】ここで、ＶＧ　＝−４（Ｖ），ＲＳ　＝０．１８（Ω
），ＩＳＭ＝１８（Ａ），ＶＧＳ＝−３．２５（Ｖ）と
すれば、最大定格電流ＩＳＭ＝１８（Ａ）以上の大電流
は電界効果型トランジスタ１０１では、給電できなくな
り、地絡などの場合には、短絡電流は最大定格電流ＩＳ
Ｍ＝１８（Ａ）に制限される。但し、上記式において、
ＩＤ　にはマイナスの符号がつく。 【００２３】上記のように、定電圧ダイオード１０３に
より電界効果型トランジスタ１０１のゲート電圧の下側
を所定電圧に制限している。地絡時には、短絡電流が増
す程、短絡電流検出抵抗１０２により電圧降下させて電
界効果型トランジスタ１０１のソース電圧を降下させる
。すると、電界効果型トランジスタ１０１のゲート・ソ
ース間電圧ＶＧＳが０側に上昇してその最大定格電流を
抑制し、短絡電流となるドレイン電流ＩＤ　をその最大
定格電流ＩＳＭに制限する。ところで、素子破壊耐量は
、最大定格電圧と最大定格電流とで表わされる短絡電力
と、その積算時間との積で表わされる。上記のように、
短絡電流を抑制することができるので、素子の寿命を長
くでき、信頼性の高い車輌用クラッチ電流制御装置を得
ることができる。 【００２４】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば電磁ク
ラッチ電流指令信号とクラッチ電流帰還信号との偏差に
応じてオン・オフ制御されるスイッチング手段として電
界効果型トランジスタと短絡電流検出抵抗と定電圧ダイ
オードで構成し、短絡電流を電界効果型トランジスタの
最大定格電流に制限するようにしたので、素子の地絡耐
量を上げることができ、さらに、素子の寿命を長くし、
装置の信頼性の向上が期待できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による車輌用クラッチ電流
制御装置の地絡保護方式の構成図である。

【図２】電界効果型トランジスタのドレイン電流−ゲー
ト・ソース間電圧の特性図である。

【図３】従来の車輌用クラッチ電流制御装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１　　クラッチ電流制御手段 ２　　クラッチ電流演算手段 ３　　電源 ４　　電磁クラッチ １２　　出力トランジスタ（スイッチング素子）１３　
　電流検出抵抗 １４　　電流偏差検出器 １５　　ＰＷＭ変調器 ２５　　Ｄ／Ａ変換器 １０１　　電界効果型トランジスタ １０２　　短絡電流検出抵抗 １０３　　定電圧ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エンジン制御情報と走行制御情報に基
   づいて得られた電磁クラッチ電流指令信号とクラッチ電
   流を検出することにより得られたクラッチ電流帰還信号
   との偏差に応じてオン・オフ制御されるスイッチング手
   段と、クラッチ接続時にはオンに、クラッチ開放時には
   オフに制御され、上記クラッチ電流を電流検出抵抗に流
   すスイッチング素子と、上記スイッチング手段と上記ス
   イッチング素子の間に配設された電磁クラッチを備えた
   車輌用クラッチ電流制御装置において、上記スイッチン
   グ手段として、電界効果型トランジスタと、そのゲート
   電圧を制限する定電圧ダイオードと、そのドレイン・ソ
   ースの一方に直列接続された短絡電流検出抵抗で構成し
   、地絡時に短絡電流を上記電界効果型トランジスタの最
   大定格電流に制限するようにした事を特徴とする車輌用
   クラッチ電流制御装置の地絡保護方式。