JPH06104425B2 - 電磁式クラツチのドラツグ電流制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用電磁式クラッチのドラッグ電流制御装
置に関し、特にベルト式無段変速機と組合わせた場合の
発振及び惰行時のドラッグトルク制御に閣するものであ
る。

【従来の技術】

電磁式クラッチをベルト式の無段変速機と組合わせた伝
動系が既に提案されており、この場合においても電磁式
クラッチのクラッチトルクを電気的に制御することで、
クラッチペダル操作が不要になる等の利点を有する。ま
た、ベルト式無段変速機は連続的に無段変速するという
最大の利点を有するが、その反面実際に車両に搭載して
最大限効果的に利用する際には種々の解消しなければな
らない問題があり、この場合に電気的に制御し得る電磁
式クラッチの性能を利用しそのクラッチを含んだ状態で
問題に対処することが種々提案されて来ている。 ここで上記ベルト式無段変速機の問題点の１つとしてベ
ルト部分の静摩擦トルクがある。即ち、発進時では変速
比が最も大きく定められ、且つベルト伝達トルクも大き
いことからベルトに対するプーリ押付力も大きく、この
ためベルト部分での静摩擦トルクが大きい。従って、発
進時クラッチの係合で伝達するエンジン動力の多くがこ
の静摩擦トルクによって消費されることになり、発進の
もたつき、静摩擦トルクから動摩擦トルクに移行する際
のトルク変化によるガタつき音や振動、更にギヤ部のバ
ックラッシュ音の発生がある。 従来、クラッチの発進時のトルク制御に関して、例えば
特開昭57−160724号公報の先行技術がある。ここで、発
進時のクラッチ係合を迅速且つ滑らかに行うため、クラ
ッチ係合の初期にエンジン回転との関係で微少なクラッ
チトルクをステップ状に付与することが示されている。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記従来のクラッチトルク制御は電磁式クラ
ッチ等において、クラッチの滑りを少なくして且つ滑ら
かに係合させる方法の１つとして用いられるものであ
る。従って、この場合の初期トルクはクラッチのみに限
定され、且つクラッチ電流の立上りを補正するに足るだ
けのものである。 このため、上記先行技術の微小係合力をベルト式無段変
速機において問題にしているベルト部分の起動時の静摩
擦トルクの解消にそのまま適用しても充分な効果は期し
得ない。また、無段変速機では減速時に車両が停止する
直前にクラッチを解放した以降、最も変速比の大きい低
速段に自動的に戻るように作用する。そのため、このク
ラッチ解放領域において直ちにドラッグトルクを生じる
と、大きい減速比が作用して惰行性能を損う。従って、
静摩擦トルクの解消にドラッグトルクを用いる場合は、
走行状態等も考慮する必要がある。 更に、無段変速機のプーリには油圧サーボ装置が装備さ
れており、ライン圧により伝達トルクに見合ったプーリ
押付力を付与する構成になっている。そのため、油圧の
初期設定のバラツキ、温度による変化に対して一定のド
ラツグトルクを付与していたのでは、すべての変速機に
適用できない。ここで、ベルト起動時の回転力はプーリ
押付力、即ちライン圧に略比例するので、ドラッグトル
クもライン圧に応じて変化させることが望まれる。 本発明は、このような点に鑑みて創作されたもので、電
磁式クラッチに無段変速機を組合わせた伝動系におい
て、ドラッグトルクにより惰行性を損うことなく発進性
を向上し、且つ油圧系の条件に対し常に適切なドラッグ
トルクを付与することが可能な電磁式クラッチのドラッ
グ電流制御装置を提供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

この目的を達成するため、本発明による電磁式クラッチ
のドラッグ電流制御装置は、車両のエンジンとベルト式
無段変速機との間の駆動系に設けられた電磁式クラッチ
のクラッチ電流を制御する制御ユニットを備え、上記制
御ユニットは、車速信号に基づいて少なくとも車両停止
状態を含む極低車速領域を判別できる車速判別部と、車
両が停止状態を含む極低車速領域にあることを示す上記
車速判別部からの判別信号，アクセルが開放状態にある
ことを示すアクセル信号，ベルト式無段変速機が走行レ
ンジにあることを示すレンジ信号，ベルト式無段変速機
のライン圧信号の各入力信号に基づきドラッグトルク発
生のクラッチ動作モードを判定する動作モード判定部
と、動作モードに対応したクラッチ電流を設定する電流
設定部とを有し、上記動作モード判定部は、ドラッグト
ルク発生のクラッチ動作モードで上記ライン圧信号に基
づき、ライン圧に応じて変化するドラッグ電流をクラッ
チ電流として出力することを特徴とする。

【作 用】

上記構成に基づき、電磁式クラッチにはベルト式無段変
速機のベルト起動時の静摩擦トルクを打消すようなドラ
ッグトルクを生じるようにドラッグ電流が流れること
で、もたつきを生じることなくスムースに発進するよう
になる。また、ドラッグトルクは無段変速機の油圧系の
ライン圧、即ちプーリ押付力に伴う実際のベルト起動ト
ルクに対応して設定されることで、常に所定の発進時特
性を得ることが可能となる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。 まず、第１図において本発明が適用される伝動系とし
て、電磁粉式クラッチに無段変速機を組合わせたものに
ついて説明すると、符号１は電磁粉式クラッチ、２は無
段変速機であり、無段変速機２は大別すると，後進の切
換部３、プーリ比変換部４、終減速部５及び油圧制御部
６から構成されている。 電磁粉式クラッチ１はエンジンからのクランク軸７にコ
イル８を内蔵したドライブメンバ９が一体結合、これに
対し変速機入力軸10にドリブンメンジ11が回転方向に一
体的にスプライン結合し、これらのドライブ及びドリブ
ンメンバ9,11がギャップ12を介して遊嵌して、このギャ
ップ12にバウダ室13から電磁粉を集積するようになって
いる。また、ドライブメンバ９にはホルダ14を介してス
リップリング15が設置され、スリップリング15に給電用
のブラシ16が摺接してコイル８にクラッチ電流を流すよ
うしてある。 こうして、コイル８にクラッチ電流を流すと、ドライブ
及びドライブメンバ9,11の間に生じる磁力線により両者
のギャップ12に電磁粉が鎖状に結合して集積し、これに
よる結合力でドライブメンバ９に対しドリブンメンバ11
が滑りながら一体結合して接続した状態になる。一方、
クラッチ電流をカットすると、電磁粉によるドライブ及
びドライブメンバ9,11の結合力が消失してクラッチ切断
状態になる。そしてこの場合のクラッチ電流の供給及び
カットを無段変速機２の切換部３をシフトレバー等で操
作する際に連動して行うようにすれば、Ｐ（バーキン
グ）又はＮ（ニュートラル）レンジからＤ（ドライ
ブ）,L（ロー）又はＲ（リバース）レンジへの切換時に
自動的に電磁粉式クラツチ１が接断して、クラッチペダ
ル操作は不要になる。 次いで無段変速機２において、切換部３は上記電磁粉式
クラツチ１からの入力軸10とこれに同軸上に配置された
無段変速機２の主軸17との間に設けられるもので、変速
機入力軸10に一体結合する後進用ドライブギヤ18と主軸
17に回転自在に嵌合する後進用ドリブンギヤ19とがカウ
ンタギヤ20及びアイドラギヤ21を介して噛合い構成さ
れ、更にこれらの主軸17とギヤ18,19の間に切換クラッ
チ22が設けられる。そしてＰ又はＮレンジの中立位置か
ら切換クラッチ22をギヤ18側に係合すると、入力軸10に
主軸17が直結してＤ又はＬレンジの前進状態にし、切換
クラッチ22をギヤ19側に係合すると、入力軸10の動力が
ギヤ18ないし21により減速逆転してＲレンジの後進状態
にする。 プーリ比変換部４は上記主軸17に対し副軸23が平行配置
され、これらの両軸17,23にそれぞれ主プーリ24、副プ
ーリ25が設けられ、且つプーリ24,25の間にエンドレス
の駆動ベルト26が掛け渡してある。プーリ24,25はいず
れも２分割に構成され、可動側プーリ半体24a,25aには
油圧サーボ装置27,28が付設されてプーリ間隔を可変に
してある。そしてこの場合に、主プーリ24は固定側プー
リ半体24bに対して可動側プーリ半体24aを近づけてプー
リ間隔を順次狭くさせ、副プーリ25は逆に固定側プーリ
半体25bに対し可動側プーリ半体25aを遠ざけてプーリ間
隔を順次広げ、これにより駆動ベルト26のプーリ24,25
における巻付け径の比を変化して無段変速した動力を副
軸23に取出すようになっている。 終減速部５は上記副軸23に中間減速ギヤ29を介して連結
される出力軸30の出力ギヤ31に大径のファイナルギヤ32
が噛合い、このファイナルギヤ32から差動機構33を介し
て左右の駆動輪の車軸34,35に伝動構成される。 更に油圧制御部６は主プーリ24側に、その主軸17及び入
力軸10の内部を貫通してエンジンクランク軸７に直結す
るポンプ駆動軸36でエンジン運転中常に油圧を生じるよ
うに油圧ポンプ37が設けられる。そしてこのポンプ油圧
が油圧制御回路38でアクセルの踏込みに応じたスロット
ル開度及びエンジン回転数等により制御されて油路39,4
0を介し主プーリ24及び副プーリ25側の各油圧サーボ装
置27,28に供給され、プーリ比変換部４の無段変速制御
を行うように構成される。 上記伝動系においてドラッグ電流制御装置として、車速
センサ50,エンジン回転センサ51,アクセル開放を検出す
るアクセルスイッチ52,D,Rの走行レンジを検出するセレ
クトレバーセンサ53を有する。また、無段変速機の油圧
制御部６において常にライン圧が供給されている副プー
リ側油圧サーボ装置28への油路40にライン圧センサ54が
設けられ、これらのセンサ等の信号が制御ユニット55に
入力し、制御ユニット55の出力でクラッチコイル８のク
ラッチ電流を制御するようになっている。 第２図において、制御ユニット55について説明すると、
車速センサ50からの信号は車速判別部56に入力し、第３
図（ａ）に示すように例えば15〜20km/hの車速Ｖ_１を境
としたクラッチ直結とクラッチ解放の領域、クラッチ解
放領域で更に例えば5Km/hの車速Ｖ_２以下の車両停止を
含む極低速領域を判別する。そして、この車速判別部5
6,各センサ51,53,54及びスイッチ52の信号は動作モード
判定部57に入力し、各モードに応じて電流設定部58によ
りクラッチ電流を設定する。 即ち、走行レンジでのアクセル開放時に車速Ｖ_２以下の
モードでは、第３図（ｂ）に示すドラッグ電流Idを流
す。このドラッグ電流Idはベルト起動時の静摩擦トルク
を打消すようなドラッグトルクを生じるように設定され
ており、更に第３図（ｂ）に示すように変動あるいはコ
ントロールされるライン圧に対し比例的に制御される。 次いで、このように構成された制御装置の作用を第４図
のフローチャートを用いて説明する。 先ず、D,Rの走行レンジをセレクトして走行する場合に
おいて、車速Ｖ_１以上の領域では、制御ユニツト55の動
作モード判定部57によりクラッチ電流Icを第３図（ａ）
に示す直結電流Ｉ_Ｍに定めることで、電磁粉式クラツチ
１は完全に係合した状態を保つ。そこで、エンジン動力
はクラッチ１を介して無段変速機２のプーリ比変換部４
に入力し、油圧制御部６により無段変速した動力が出力
して終減速部５を介し車輪に伝達して走行する。 次いで、車速Ｖ_１以下になると、エンストを防止するた
めクラッチ電流Icは略零になってクラッチ１を切る。こ
のとき、アクセルが踏込まれると再加速であると判断し
て、動作モード判定部57により第３図（ａ）に示すエン
ジン回転に応じた電流Ｉ_Ｎが流れて、再びクラッチ１の
係合を行う。 一方、アクセル開放の場合はクラッチ１を一時的に完全
に解放することになり、このため無段変速機２において
高段変から低段速に自動的にシフトダウンされる。そし
て、この場合にはエンジン側が切離されてエンジンブレ
ーキが効かないことから、良好に惰行走行する。 更に、走行レンジをセレクトした状態で車速Ｖ_２以下の
ほとんど車両停止状態となると、動作モード判定部57に
よりこの場合の無段変速機２の油圧系のライン圧Ｐ_Ｌに
応じたドラッグ電流Idが第３図（ｂ）に示すように流
れ、第３図（ａ）のようにクラッチ１に微少なドラッグ
トルクを生じる。そこで、エンジン動力の極一部がクラ
ッチ1,無段変速機２の切換部３を介してプーリ比変換部
４に伝達する。そして、エンジン動力の伝達トルクはク
ラッチ１のドラッグトルクによりプーリ比変換部４のラ
イン圧によるプーリ押付力と等しく設定されることで、
伝達トルクはベルト起動時の静摩擦トルクに過不足無く
消費され、且つ切換部３のギヤのガタ詰めも行う。 これにより、発進時にクラッチ１の係合によりエンジン
動力が伝達する際に、無段変速機のベルト26が直ちに回
動してプーリ比変換部４で変速された動力が出力し、ス
ムースに発進することになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、上記作用を
マイコンでソフト的に処理することもでき、第３図
（ａ），（ｂ）をルックアップテーブルとして記憶装置
に予めストアしておく一つの具体例のフローチャートを
第４図に示す。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、 ベルト式無段変速機と組合わせた電磁式クラッチにおい
て、ドラッグトルクは車両停止付近にのみ生じるので、
無段変速機のシフトダウンが円滑に行われ、惰行性能を
損うこともない。 ドラッグトルクは無段変速機のベルト起動時の静摩擦ト
ルクに対応して設定されるので、発進時のもたつきが無
くなって発進性能が向上する。更に、ドラッグトルクは
無段変速機の油圧系のライン圧に対し比例的に制御され
るので、変速機毎のライン圧のバラツキ、暖機に伴うラ
イン圧低下に対し常に適切なドラッグトルクが得られ、
所定の発進性能を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のドラッグ電流制御装置の実施例の概略
を示す全体の構成図、第２図は制御系の回路図、第３図
（ａ）はクラッチ電流の特性図、（ｂ）はドラッグ電流
の特性図、第４図は作用を説明するフローチャート図で
ある。 １……電磁粉式クラッチ ２……無段変速機 50……車速センサ 52……アクセルスイッチ 53……セレクトレバーセンサ 54……ライン圧センサ 55……制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジンとベルト式無段変速機との
   間の駆動系に設けられた電磁式クラッチのクラッチ電流
   を制御する制御ユニットを備え、 上記制御ユニットは、 車速信号に基づいて少なくとも車両停止状態を含む極低
   車速領域を判別できる車速判別部と、 車両が停止状態を含む極低車速領域にあることを示す上
   記車速判別部からの判別信号，アクセルが開放状態にあ
   ることを示すアクセル信号，ベルト式無段変速機が走行
   レンジにあることを示すレンジ信号，ベルト式無段変速
   機のライン圧信号の各入力信号に基づきドラッグトルク
   発生のクラッチ動作モードを判定する動作モード判定部
   と、 動作モードに対応したクラッチ電流を設定する電流設定
   部とを有し、 上記動作モード判定部は、ドラッグトルク発生のクラッ
   チ動作モードで上記ライン圧信号に基づき、ライン圧に
   応じて変化するドラッグ電流をクラッチ電流として出力
   することを特徴とする電磁式クラッチのドラッグ電流制
   御装置。