JPH0617695B2 - 車両用磁粉式電磁クラツチの制御装置 - Google Patents
車両用磁粉式電磁クラツチの制御装置Info
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- JPH0617695B2 JPH0617695B2 JP59153395A JP15339584A JPH0617695B2 JP H0617695 B2 JPH0617695 B2 JP H0617695B2 JP 59153395 A JP59153395 A JP 59153395A JP 15339584 A JP15339584 A JP 15339584A JP H0617695 B2 JPH0617695 B2 JP H0617695B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車両用磁粉式電磁クラッチの制御装置に関し、
とくに電磁クラッチの係合過程における伝達トルクを調
節する制御技術に関するものである。
とくに電磁クラッチの係合過程における伝達トルクを調
節する制御技術に関するものである。
従来技術 車両のエンジンから駆動輪に至る伝達径路に介挿される
クラッチの一種に磁粉式電磁クラッチがある。斯る磁粉
式電磁クラッチはその励磁コイルに供給される励磁電流
に対応した大きさのトルクを伝達することができるた
め、マイクロコンピュータ等を用いた制御手段において
容易に伝達トルクが制御される特徴がある。たとえば車
両の発進時には可及的に円滑にクラッチを係合させる一
方、その係合時のエンジン回転速度をできるだけ低くし
て燃料消費効率を高める係合制御が行われる。この係合
制御は一般に、エンジンのアイドル時の回転速度におい
ては磁粉式電磁クラッチの励磁電流（励磁電圧）を零と
する一方、エンジンの回転速度がアイドル時の回転速度
よりも増大するに伴って、前記励磁コイルに付与される
励磁電力を予め定められた制御関数、たとえば Ｖ′cl＝ｋ（Ｎｅ−Ｎidl） 但し、Ｖ′cl：励磁電圧 Ｎｅ：実際のエンジン回転速度 Ｎidl：アイドル時のエンジン回転速度 ｋ：係数 に従って増大させるのが一般的である。
クラッチの一種に磁粉式電磁クラッチがある。斯る磁粉
式電磁クラッチはその励磁コイルに供給される励磁電流
に対応した大きさのトルクを伝達することができるた
め、マイクロコンピュータ等を用いた制御手段において
容易に伝達トルクが制御される特徴がある。たとえば車
両の発進時には可及的に円滑にクラッチを係合させる一
方、その係合時のエンジン回転速度をできるだけ低くし
て燃料消費効率を高める係合制御が行われる。この係合
制御は一般に、エンジンのアイドル時の回転速度におい
ては磁粉式電磁クラッチの励磁電流（励磁電圧）を零と
する一方、エンジンの回転速度がアイドル時の回転速度
よりも増大するに伴って、前記励磁コイルに付与される
励磁電力を予め定められた制御関数、たとえば Ｖ′cl＝ｋ（Ｎｅ−Ｎidl） 但し、Ｖ′cl：励磁電圧 Ｎｅ：実際のエンジン回転速度 Ｎidl：アイドル時のエンジン回転速度 ｋ：係数 に従って増大させるのが一般的である。
発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯る従来の係合制御によれば前記励磁電
圧Ｖ′clを決定するに際し、クラッチの係合を円滑とし
て車両発進時の運転性を高めるためには、前記増大量に
乗算される係数ｋを小さくしなければならないが、この
ような場合には車両発進時のエンジン回転数が高くなっ
て、燃料消費率が低下してしまう。反対に、前記係数ｋ
を大きくすることにより速やかに電磁クラッチを係合さ
せて、エンジンの回転速度を低め、もって車両発進時の
燃料消費効率を高めようとすると、エンジンの回転速度
が脈動して車両発進時におけるショックが発生し、運転
性を損ねるという相反した問題があった。すなわち、第
７図に示すように、前記係数が大きくされるに従って車
両発進時におけるエンジンの回転速度が低められる反
面、電磁クラッチの滑らかな係合が得られなくなって、
エンジンの回転速度に脈動が生じる傾向となり、車両発
進時の運転性が損なわれてしまうのである。
圧Ｖ′clを決定するに際し、クラッチの係合を円滑とし
て車両発進時の運転性を高めるためには、前記増大量に
乗算される係数ｋを小さくしなければならないが、この
ような場合には車両発進時のエンジン回転数が高くなっ
て、燃料消費率が低下してしまう。反対に、前記係数ｋ
を大きくすることにより速やかに電磁クラッチを係合さ
せて、エンジンの回転速度を低め、もって車両発進時の
燃料消費効率を高めようとすると、エンジンの回転速度
が脈動して車両発進時におけるショックが発生し、運転
性を損ねるという相反した問題があった。すなわち、第
７図に示すように、前記係数が大きくされるに従って車
両発進時におけるエンジンの回転速度が低められる反
面、電磁クラッチの滑らかな係合が得られなくなって、
エンジンの回転速度に脈動が生じる傾向となり、車両発
進時の運転性が損なわれてしまうのである。
これに対し、燃料消費効率および運転性を考慮した目標
ミート回転速度を決定し、この目標ミート回転速度とエ
ンジンの実際の回転速度とが一致するように、励磁コイ
ルに励磁電力を供給することが考えられる。しかしなが
ら、斯るフィードバック制御においては、電磁コイルの
機械的あるいは電気的な応答遅れが存在するため、制御
系が振動する場合があり、前述と同様の不都合が生じる
ことがある。
ミート回転速度を決定し、この目標ミート回転速度とエ
ンジンの実際の回転速度とが一致するように、励磁コイ
ルに励磁電力を供給することが考えられる。しかしなが
ら、斯るフィードバック制御においては、電磁コイルの
機械的あるいは電気的な応答遅れが存在するため、制御
系が振動する場合があり、前述と同様の不都合が生じる
ことがある。
問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものである。
すなわち、本発明は車両のエンジンから駆動輪に至る動
力伝達径路に介挿され、励磁コイルに供給される励磁電
流に対応した大きさのトルクを伝達する車両用磁粉式電
磁クラッチにおいて、前記エンジンの実際の回転速度
と、目標ミート回転速度とが一致するように前記励磁コ
イルの励磁電流を制御して前記電磁クラッチの係合過程
における伝達トルクを調節する制御装置であって、(1)
前記エンジンの実際の回転速度を検出する回転速度検出
手段と、(2)前記エンジンに要求される実際の要求負荷
量を検出する要求負荷量検出手段と、前記電磁クラッチ
の係合完了時におけるエンジンの目標回転速度である目
標ミート回転速度と前記要求負荷量との予め定められた
関係から、前記実際の要求負荷量に応じて目標ミート回
転速度を決定する目標ミート回転速度決定手段と、(3)
前記電磁クラッチの係合過程における前記励磁コイルの
励磁電流を、前記目標ミート回転速度と前記エンジンの
実際の回転速度との偏差の積分値に比例した項、前記エ
ンジンの実際の回転速度の２階微分値に比例した項およ
び実際の回転速度の微分値に比例した項を含む制御式に
基づいて制御する制御手段とを含むことを特徴とするも
のである。
すなわち、本発明は車両のエンジンから駆動輪に至る動
力伝達径路に介挿され、励磁コイルに供給される励磁電
流に対応した大きさのトルクを伝達する車両用磁粉式電
磁クラッチにおいて、前記エンジンの実際の回転速度
と、目標ミート回転速度とが一致するように前記励磁コ
イルの励磁電流を制御して前記電磁クラッチの係合過程
における伝達トルクを調節する制御装置であって、(1)
前記エンジンの実際の回転速度を検出する回転速度検出
手段と、(2)前記エンジンに要求される実際の要求負荷
量を検出する要求負荷量検出手段と、前記電磁クラッチ
の係合完了時におけるエンジンの目標回転速度である目
標ミート回転速度と前記要求負荷量との予め定められた
関係から、前記実際の要求負荷量に応じて目標ミート回
転速度を決定する目標ミート回転速度決定手段と、(3)
前記電磁クラッチの係合過程における前記励磁コイルの
励磁電流を、前記目標ミート回転速度と前記エンジンの
実際の回転速度との偏差の積分値に比例した項、前記エ
ンジンの実際の回転速度の２階微分値に比例した項およ
び実際の回転速度の微分値に比例した項を含む制御式に
基づいて制御する制御手段とを含むことを特徴とするも
のである。
作用および発明の効果 このようにすれば、目標ミート回転速度と前記エンジン
の実際の回転速度との偏差と、前記エンジンの実際の回
転速度の２階微分値および微分値とによって、前記励磁
コイルの励磁電流が定められるため、磁粉式電磁クラッ
チの係合時におけるエンジンの脈動が抑制される。それ
故、車両発進時のエンジンミート回転速度を低くしても
エンジンの脈動が抑制されて車両発進時において燃料消
費効率の良い低いエンジン回転速度で滑らかに発進する
ことができるのである。ここで、アクセルペダルが踏み
込まれて車両が発進する場合に、磁粉式電磁クラッチは
一定期間半クラッチ状態となり、それ以後クラッチが完
全に係合するに至るのであるが、その半クラッチ期間に
おいては一般に、エンジン回転速度が略一定の値を示
す。ミート回転速度とはこのような半クラッチ状態にお
けるエンジン回転速度を言う。
の実際の回転速度との偏差と、前記エンジンの実際の回
転速度の２階微分値および微分値とによって、前記励磁
コイルの励磁電流が定められるため、磁粉式電磁クラッ
チの係合時におけるエンジンの脈動が抑制される。それ
故、車両発進時のエンジンミート回転速度を低くしても
エンジンの脈動が抑制されて車両発進時において燃料消
費効率の良い低いエンジン回転速度で滑らかに発進する
ことができるのである。ここで、アクセルペダルが踏み
込まれて車両が発進する場合に、磁粉式電磁クラッチは
一定期間半クラッチ状態となり、それ以後クラッチが完
全に係合するに至るのであるが、その半クラッチ期間に
おいては一般に、エンジン回転速度が略一定の値を示
す。ミート回転速度とはこのような半クラッチ状態にお
けるエンジン回転速度を言う。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第２図において、１０は磁粉式電磁クラッチの一例を示
しており、クランクシャフト１１の軸端に固定されたフ
ライホイール１２は駆動側回転体としての円環状のヨー
ク１４を備えている。ヨーク１４の中心部には円環状の
励磁コイル１６が埋設されており、その励磁コイル１６
にはヨーク１４とともに回転するスリップリング１８を
介して図示しない給電ブラシから励磁電流が供給される
ようになっている。ヨーク１４の内側には被駆動側回転
体であるロータ２０がベアリング２２を介して第１ラビ
リンス部材２４により回転可能に支持されている。この
第１ラビリンス部材２４はヨーク１４の一方の端面に固
定されており、それにはヨーク１４の内周面とロータ２
０の外周面との間に形成されたギャップに磁気力によっ
て充填されるべき磁粉をシールするための環状突起２６
が固定されている。この環状突起２６とヨーク１４の他
方の端面に設けられた第２ラビリンス部材２８とによっ
て密閉された環状空間が形成され、磁粉の漏れが防止さ
れている。この磁粉は励磁コイル１６に流される励磁電
流に従って磁界が形成されると、ヨーク１４の内周面と
ロータ２０の外周面との間にギャップ内に充填され、第
３図に示す特性に従ってクランクシャフト１１のトルク
を出力軸３０に伝達するものである。この出力軸３０は
その軸端においてハブ３２とスプライン嵌合されてお
り、ハブ３２は係合ショックを吸収するためのダンパ３
４を介してロータ２０と連結されているのである。な
お、出力軸３０から出力される出力トルクは図示しない
無段変速機または有段変速機、作動装置とを経て、車両
の駆動輪に伝達されるようになっている。
しており、クランクシャフト１１の軸端に固定されたフ
ライホイール１２は駆動側回転体としての円環状のヨー
ク１４を備えている。ヨーク１４の中心部には円環状の
励磁コイル１６が埋設されており、その励磁コイル１６
にはヨーク１４とともに回転するスリップリング１８を
介して図示しない給電ブラシから励磁電流が供給される
ようになっている。ヨーク１４の内側には被駆動側回転
体であるロータ２０がベアリング２２を介して第１ラビ
リンス部材２４により回転可能に支持されている。この
第１ラビリンス部材２４はヨーク１４の一方の端面に固
定されており、それにはヨーク１４の内周面とロータ２
０の外周面との間に形成されたギャップに磁気力によっ
て充填されるべき磁粉をシールするための環状突起２６
が固定されている。この環状突起２６とヨーク１４の他
方の端面に設けられた第２ラビリンス部材２８とによっ
て密閉された環状空間が形成され、磁粉の漏れが防止さ
れている。この磁粉は励磁コイル１６に流される励磁電
流に従って磁界が形成されると、ヨーク１４の内周面と
ロータ２０の外周面との間にギャップ内に充填され、第
３図に示す特性に従ってクランクシャフト１１のトルク
を出力軸３０に伝達するものである。この出力軸３０は
その軸端においてハブ３２とスプライン嵌合されてお
り、ハブ３２は係合ショックを吸収するためのダンパ３
４を介してロータ２０と連結されているのである。な
お、出力軸３０から出力される出力トルクは図示しない
無段変速機または有段変速機、作動装置とを経て、車両
の駆動輪に伝達されるようになっている。
第４図は以上のように構成された電磁クラッチ１０を用
いた制御回路の一例を示すものであって、エンジン４０
の吸気配管に設けられた要求負荷量検出手段としてのス
ロットルセンサ４２からは、アクセルペダルの操作量に
対応したスロットル開度θを表す信号がマイクロコンピ
ュータ（ＥＣＵ）４４のＡ／Ｄ変換器４６に供給され
る。また、エンジン４０に付帯して設けられたイグナイ
タ４３からはエンジン４０に対する点火パルスに対応し
た信号がマイクロコンピュータ４４のＩ／Ｆ回路４８に
供給される。マイクロコンピュータ４４はＣＰＵ５０，
ＲＯＭ５２，ＲＡＭ５４を含み、ＣＰＵ５０はＲＡＭ５
４の一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭ５２に予め記憶
されたプログラムに従って信号処理を実行し、Ｄ／Ａ変
換器５６を介して制御電圧Ｖclを増幅器５８に供給す
る。増幅器５８は、制御電圧Ｖclに対応した励磁電圧
Ｖ′clを励磁コイル１６に印加し、励磁コイル１６には
励磁電流Ｉclが流される。この増幅器５８に代えて制御
電圧Ｖclに対応した励磁電流Ｉclを励磁コイル１６のイ
ンピーダンスの変化に拘らず電流フィードバックによっ
て流す電流フィードバック制御回路を設けても良い。な
お、前記Ｉ／Ｆ回路４８はたとえば単位時間当たりの点
火パルス数、換言すればクランクシャフト１１の回転数
に変換するものである。
いた制御回路の一例を示すものであって、エンジン４０
の吸気配管に設けられた要求負荷量検出手段としてのス
ロットルセンサ４２からは、アクセルペダルの操作量に
対応したスロットル開度θを表す信号がマイクロコンピ
ュータ（ＥＣＵ）４４のＡ／Ｄ変換器４６に供給され
る。また、エンジン４０に付帯して設けられたイグナイ
タ４３からはエンジン４０に対する点火パルスに対応し
た信号がマイクロコンピュータ４４のＩ／Ｆ回路４８に
供給される。マイクロコンピュータ４４はＣＰＵ５０，
ＲＯＭ５２，ＲＡＭ５４を含み、ＣＰＵ５０はＲＡＭ５
４の一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭ５２に予め記憶
されたプログラムに従って信号処理を実行し、Ｄ／Ａ変
換器５６を介して制御電圧Ｖclを増幅器５８に供給す
る。増幅器５８は、制御電圧Ｖclに対応した励磁電圧
Ｖ′clを励磁コイル１６に印加し、励磁コイル１６には
励磁電流Ｉclが流される。この増幅器５８に代えて制御
電圧Ｖclに対応した励磁電流Ｉclを励磁コイル１６のイ
ンピーダンスの変化に拘らず電流フィードバックによっ
て流す電流フィードバック制御回路を設けても良い。な
お、前記Ｉ／Ｆ回路４８はたとえば単位時間当たりの点
火パルス数、換言すればクランクシャフト１１の回転数
に変換するものである。
第１図は前記マイクロコンピュータ４４における電磁ク
ラッチ１０の係合制御系の構成を示す制御ブロック線図
である。ブロック６０は入力が制御電圧Ｖcl（または励
磁電流Ｉcl）、出力がエンジン回転速度Ｎｅ、である実
際のプロセス、すなわち励磁コイル１６を備えた磁粉式
電磁クラッチ１０とエンジン４０の特性を表すものであ
る。ブロック６２はオフセットを解消するための制御
項、ブロック６４は制御対象である実際のプロセスの特
性に対応して定められた制御項である。
ラッチ１０の係合制御系の構成を示す制御ブロック線図
である。ブロック６０は入力が制御電圧Ｖcl（または励
磁電流Ｉcl）、出力がエンジン回転速度Ｎｅ、である実
際のプロセス、すなわち励磁コイル１６を備えた磁粉式
電磁クラッチ１０とエンジン４０の特性を表すものであ
る。ブロック６２はオフセットを解消するための制御
項、ブロック６４は制御対象である実際のプロセスの特
性に対応して定められた制御項である。
制御対象である実際のプロセスの特性は、次のように考
えることができる。すなわち、エンジンの特性は、 Ｉｅ・ｅ＝Ｔｅ−Ｔcl ……(1) 磁粉式電磁クラッチ１０の特性は、 τcl・cl＋Ｔcl＝Ｋcl・Ｉcl……(2) 励磁コイル１６の特性は、 τcoil・cl＋Ｉcl＝Ｖcl／Ｒcoil……(3) 但し、Ｎｅ：エンジン回転速度（rpm） Ｔｅ：エンジントルク（kgm） Ｔcl：クラッチの伝達トルク（kgm） Ｉcl：クラッチの励磁電流（Ａ） Ｖcl：クラッチの制御電圧（Ｖ） Ｉｅ：エンジン慣性能率（kgm・sec2） τcl：クラッチの時定数（励磁電流と伝達トルク
との遅れ） Ｋcl：クラッチ伝達特性（kgm／Ａ） τcoil：励磁コイル１６の時定数（増幅器の特性
を含む、励磁電圧と 励磁電流の遅れ） Ｒcoil：増幅器を含むコイルの抵抗（Ω） と表すことができる。(1)式，(2)式，(3)式を変形する
と 但し、a2＝（１／τcl＋１／τcoil）……（4-1） a1＝１／（τcl・τcoil）……（4-2） Ｃ＝−（１／Ｉｅ）｛ｅ＋（１／τcl ＋１／τcoil）ｅ＋Ｔｅ／（τcoil・τcl）｝
……（4-3） ｋ１＝−Ｋcl／（Ｒcoil・τcoil・τcl ・Ｉｅ）……（4-4） と表すことができる。
えることができる。すなわち、エンジンの特性は、 Ｉｅ・ｅ＝Ｔｅ−Ｔcl ……(1) 磁粉式電磁クラッチ１０の特性は、 τcl・cl＋Ｔcl＝Ｋcl・Ｉcl……(2) 励磁コイル１６の特性は、 τcoil・cl＋Ｉcl＝Ｖcl／Ｒcoil……(3) 但し、Ｎｅ：エンジン回転速度（rpm） Ｔｅ：エンジントルク（kgm） Ｔcl：クラッチの伝達トルク（kgm） Ｉcl：クラッチの励磁電流（Ａ） Ｖcl：クラッチの制御電圧（Ｖ） Ｉｅ：エンジン慣性能率（kgm・sec2） τcl：クラッチの時定数（励磁電流と伝達トルク
との遅れ） Ｋcl：クラッチ伝達特性（kgm／Ａ） τcoil：励磁コイル１６の時定数（増幅器の特性
を含む、励磁電圧と 励磁電流の遅れ） Ｒcoil：増幅器を含むコイルの抵抗（Ω） と表すことができる。(1)式，(2)式，(3)式を変形する
と 但し、a2＝（１／τcl＋１／τcoil）……（4-1） a1＝１／（τcl・τcoil）……（4-2） Ｃ＝−（１／Ｉｅ）｛ｅ＋（１／τcl ＋１／τcoil）ｅ＋Ｔｅ／（τcoil・τcl）｝
……（4-3） ｋ１＝−Ｋcl／（Ｒcoil・τcoil・τcl ・Ｉｅ）……（4-4） と表すことができる。
ここで、ブロック６０の入力である励磁コイル１６の制
御電圧Ｖclを次式のように考えると、 Ｖcl＝ｖ−ｖｆ……(5) 但し、ｖｆ＝Δa2ｅ＋Δa1ｅ ＋Δa0Ｎｅ＋ｄ……（5-1） 前記(4)式およびこの(5)式より となる。したがって、上記のような入力の場合には新た
な入力電圧ｖに対してΔａ０，Δａ１，Δａ２，ｄを適
当に設定することにより、(6)式を所望の方程式、すな
わちブロック６０における実際のプロセスのエンジン回
転速度Ｎｅを所望の応答特性にすることができる。この
ために、ブロック６４では（5-1）式に示す制御項が設
けられ、かつ減算器６６においてブロック６４の出力ｖ
ｆがブロック６２の出力であるｖから差し引かれるよう
にされ、結局、(6)式に示す取扱いが可能とされてい
る。たとえば、実際のプロセスがａ000Ｎｅ３のような
非線形項がついたものであっても、（5-1）式にΔａ000
Ｎｅ３（但し、Δａ000＝−ａ000／ｋ１）項を用意すれ
ば、(6)式は線形系となる。ブロック６２はブロック６
４による制御項のみでは目標値Ｎｅ＊に対してオフセッ
トが残る可能性があるのでこれを解消するために設けら
れたものであり、式(7) ｖ＝ｋｉ∫edt……(7) に示す制御項によりブロック６２の出力ｖは減算器６８
から出力される目標ミート回転速度Ｎｅ＊と実際のエン
ジン回転速度Ｎｅとの偏差ｅの積分値とされる。すなわ
ち、実施例の本制御ブロック線図に示されたものは所謂
Ｉ−ＰＤ制御と称されるべきものである。
御電圧Ｖclを次式のように考えると、 Ｖcl＝ｖ−ｖｆ……(5) 但し、ｖｆ＝Δa2ｅ＋Δa1ｅ ＋Δa0Ｎｅ＋ｄ……（5-1） 前記(4)式およびこの(5)式より となる。したがって、上記のような入力の場合には新た
な入力電圧ｖに対してΔａ０，Δａ１，Δａ２，ｄを適
当に設定することにより、(6)式を所望の方程式、すな
わちブロック６０における実際のプロセスのエンジン回
転速度Ｎｅを所望の応答特性にすることができる。この
ために、ブロック６４では（5-1）式に示す制御項が設
けられ、かつ減算器６６においてブロック６４の出力ｖ
ｆがブロック６２の出力であるｖから差し引かれるよう
にされ、結局、(6)式に示す取扱いが可能とされてい
る。たとえば、実際のプロセスがａ000Ｎｅ３のような
非線形項がついたものであっても、（5-1）式にΔａ000
Ｎｅ３（但し、Δａ000＝−ａ000／ｋ１）項を用意すれ
ば、(6)式は線形系となる。ブロック６２はブロック６
４による制御項のみでは目標値Ｎｅ＊に対してオフセッ
トが残る可能性があるのでこれを解消するために設けら
れたものであり、式(7) ｖ＝ｋｉ∫edt……(7) に示す制御項によりブロック６２の出力ｖは減算器６８
から出力される目標ミート回転速度Ｎｅ＊と実際のエン
ジン回転速度Ｎｅとの偏差ｅの積分値とされる。すなわ
ち、実施例の本制御ブロック線図に示されたものは所謂
Ｉ−ＰＤ制御と称されるべきものである。
以下、本実施例の作動を第５図のフローチャートに従っ
て説明する。
て説明する。
まず、ステップＳ１が実行され、たとえば図示しない回
転センサにより検出される磁粉式電磁クラッチ１０の出
力軸３０の回転に基づいて車両が停止しているか否かが
判断される。車両が停止していると判断された場合に
は、ステップＳ２が実行され、たとえばスロットル開度
θの変化に基づいて車両の発進か否かが判断される。車
両が発進せず未だ停止している場合にはステップＳ３が
実行されて、電磁クラッチ１０を非係合とするための制
御が実行される。すなわち、電磁クラッチ１０の励磁コ
イル１６に対する印加電圧Ｖ′cl、すなわち制御電圧Ｖ
clを零とし、電磁クラッチ１０におけるフライホイール
１２とロータ２０とを相対回転可能な状態にするのであ
る。ステップＳ１において車両が停止していないと判断
された場合には、ステップＳ４が実行され電磁クラッチ
１０の係合が完了しているか否かが判断される。たとえ
ば、電磁クラッチ１０の入力軸であるクランクシャフト
１１と出力軸３０との回転差が存在していれば係合未了
であり、回転差が殆ど存在していなければ係合完了と判
断するのである。電磁クラッチ１０の係合が完了してい
ると判断された場合にはステップＳ５が実行されて電磁
クラッチ１０の係合制御が実行される。すなわち、予め
定められた係合後の制御のための制御関数｛たとえばＶ
cl＝ｆ（Ｔｅ）｝に基づいて制御電圧Ｖclを決定し、エ
ンジン４０の出力トルクＴｅが大きくなった場合には電
磁クラッチ１０に滑りが生じないようにＶclを増大させ
る。たとえば、伝達トルクＴclを必要かつ充分に調節
し、過大なショックが加えられた場合には電磁クラッチ
１０において積極的に滑りを生じさせるトルクリミッタ
としての機能を果たせるものである。
転センサにより検出される磁粉式電磁クラッチ１０の出
力軸３０の回転に基づいて車両が停止しているか否かが
判断される。車両が停止していると判断された場合に
は、ステップＳ２が実行され、たとえばスロットル開度
θの変化に基づいて車両の発進か否かが判断される。車
両が発進せず未だ停止している場合にはステップＳ３が
実行されて、電磁クラッチ１０を非係合とするための制
御が実行される。すなわち、電磁クラッチ１０の励磁コ
イル１６に対する印加電圧Ｖ′cl、すなわち制御電圧Ｖ
clを零とし、電磁クラッチ１０におけるフライホイール
１２とロータ２０とを相対回転可能な状態にするのであ
る。ステップＳ１において車両が停止していないと判断
された場合には、ステップＳ４が実行され電磁クラッチ
１０の係合が完了しているか否かが判断される。たとえ
ば、電磁クラッチ１０の入力軸であるクランクシャフト
１１と出力軸３０との回転差が存在していれば係合未了
であり、回転差が殆ど存在していなければ係合完了と判
断するのである。電磁クラッチ１０の係合が完了してい
ると判断された場合にはステップＳ５が実行されて電磁
クラッチ１０の係合制御が実行される。すなわち、予め
定められた係合後の制御のための制御関数｛たとえばＶ
cl＝ｆ（Ｔｅ）｝に基づいて制御電圧Ｖclを決定し、エ
ンジン４０の出力トルクＴｅが大きくなった場合には電
磁クラッチ１０に滑りが生じないようにＶclを増大させ
る。たとえば、伝達トルクＴclを必要かつ充分に調節
し、過大なショックが加えられた場合には電磁クラッチ
１０において積極的に滑りを生じさせるトルクリミッタ
としての機能を果たせるものである。
前記ステップＳ２において、たとえばスロットル開度θ
の変化に基づいて車両の発進が開始されたと判断された
場合には、ステップＳ６が実行されて、初期化および定
数設定が行なわれ、初期条件および各定数が設定され
る。ここでは、後述の(10)乃至(13)式を用いる場合に
は、前回の励磁電流Ｉcl(n-1)＝０、前回の伝達トルク
Ｔcl(n-1)＝０とするとともに、前記（4-1），（4-
2），（4-3），（4-4）式における定数を設定あるいは
算出する。たとえば、（4-3）式における定数Ｃを算出
する場合には実際のエンジントルクＴｅを用いなければ
ならないが、実際のエンジントルクを検出するトルクセ
ンサがシステムに組込まれていない場合には、予めＲＯ
Ｍ５２に記憶された関係式Ｔｅ＝ｆ（θ・Ｎｅ）または
データマップからスロットル開度θおよび実際のエンジ
ン回転速度Ｎｅに従って算出する。もし、エンジンの過
渡特性が問題になるような場合には、次式(7)′ τｅ・ｅ＋Ｔｅ＝ｆ（θ，Ｎｅ）……(7)′ 但し、τｅ：エンジントルクの時定数 を用いて実際のエンジン出力トルクＴｅを算出する。こ
のとき、エンジン出力トルクの時間微分値ｅに関して
はたとえば、 ｅ＝（Ｔｅ−Ｔｅ(n-1)）／ΔＴ……(8) ｅ＝（Ｔｅ−２Ｔｅ(n-1)＋Ｔｅ(n-2)） ／（ΔＴ・ΔＴ）……(9) 但し、ΔＴ：微少時間（たとえばマイコンの制御サイク
ル） Ｔｅ(n-1)：ΔＴ秒前のエンジン出力トルク Ｔｅ(n-2)：２・ΔＴ秒前のエンジン出力トルク によって算出すれば良い。なお、車両発進時における電
磁クラッチ１０の半クラッチ状態ではエンジン出力トル
クＴｅの時間的変化が比較的小さいことが一般的であ
る。したがって、前記（4-3）式は、 Ｃ＝−Ｔｅ／（Ｉｅ・τcoil・τcl）……（4-3）′と
しても問題ない場合が多い。
の変化に基づいて車両の発進が開始されたと判断された
場合には、ステップＳ６が実行されて、初期化および定
数設定が行なわれ、初期条件および各定数が設定され
る。ここでは、後述の(10)乃至(13)式を用いる場合に
は、前回の励磁電流Ｉcl(n-1)＝０、前回の伝達トルク
Ｔcl(n-1)＝０とするとともに、前記（4-1），（4-
2），（4-3），（4-4）式における定数を設定あるいは
算出する。たとえば、（4-3）式における定数Ｃを算出
する場合には実際のエンジントルクＴｅを用いなければ
ならないが、実際のエンジントルクを検出するトルクセ
ンサがシステムに組込まれていない場合には、予めＲＯ
Ｍ５２に記憶された関係式Ｔｅ＝ｆ（θ・Ｎｅ）または
データマップからスロットル開度θおよび実際のエンジ
ン回転速度Ｎｅに従って算出する。もし、エンジンの過
渡特性が問題になるような場合には、次式(7)′ τｅ・ｅ＋Ｔｅ＝ｆ（θ，Ｎｅ）……(7)′ 但し、τｅ：エンジントルクの時定数 を用いて実際のエンジン出力トルクＴｅを算出する。こ
のとき、エンジン出力トルクの時間微分値ｅに関して
はたとえば、 ｅ＝（Ｔｅ−Ｔｅ(n-1)）／ΔＴ……(8) ｅ＝（Ｔｅ−２Ｔｅ(n-1)＋Ｔｅ(n-2)） ／（ΔＴ・ΔＴ）……(9) 但し、ΔＴ：微少時間（たとえばマイコンの制御サイク
ル） Ｔｅ(n-1)：ΔＴ秒前のエンジン出力トルク Ｔｅ(n-2)：２・ΔＴ秒前のエンジン出力トルク によって算出すれば良い。なお、車両発進時における電
磁クラッチ１０の半クラッチ状態ではエンジン出力トル
クＴｅの時間的変化が比較的小さいことが一般的であ
る。したがって、前記（4-3）式は、 Ｃ＝−Ｔｅ／（Ｉｅ・τcoil・τcl）……（4-3）′と
しても問題ない場合が多い。
次いで、ステップＳ７が実行され、実際のエンジン回転
速度Ｎｅが読み込まれるとともに、ステップＳ８が実行
されて、エンジン回転速度Ｎｅの微分値ｅ，ｅが算
出される。ここではたとえば、次式(10)，(11) ｅ＝（Ｎｅ−Ｎｅ(n-1)）／ΔＴ……(10) ｅ＝（Ｎｅ−２・Ｎｅ(n-1)＋Ｎｅ(n-2)） ／（ΔＴ・ΔＴ）……(11) 但し、Ｎｅ(n-1)：ΔＴ秒前のエンジン回転速度 Ｎｅ(n-2)：２・ΔＴ秒前のエンジン回転速度 を用いて算出されるが、制御対象の特性からｅ，ｅ
を次式(12),(13),(14),(15)式を用いて算出しても良
い。すなわち、前記(1),(2),(3)式から近似的に Ｉcl＝｛（Ｖcl(n-1)／Ｒcoil−Ｉcl(n-1)） ／τcoil｝×ΔＴ＋Ｉcl(n-1)……(12) Ｔcl＝｛（ｋcl・Ｉcl(n-1)−Ｔcl(n-1)）／τcl｝ ×ΔＴ＋Ｔcl(n-1)……(13) ｅ＝（Ｔｅ−Ｔcl）／Ｉｅ……(14) ｅ＝Ｔcl−ｋcl・Ｉcl）／（τcl・Ｉｅ） ……(15) と表せるから、これ等の式に基づいてｅ，ｅを求め
ることもできる。このような場合にはノイズを受け難い
利点がある。
速度Ｎｅが読み込まれるとともに、ステップＳ８が実行
されて、エンジン回転速度Ｎｅの微分値ｅ，ｅが算
出される。ここではたとえば、次式(10)，(11) ｅ＝（Ｎｅ−Ｎｅ(n-1)）／ΔＴ……(10) ｅ＝（Ｎｅ−２・Ｎｅ(n-1)＋Ｎｅ(n-2)） ／（ΔＴ・ΔＴ）……(11) 但し、Ｎｅ(n-1)：ΔＴ秒前のエンジン回転速度 Ｎｅ(n-2)：２・ΔＴ秒前のエンジン回転速度 を用いて算出されるが、制御対象の特性からｅ，ｅ
を次式(12),(13),(14),(15)式を用いて算出しても良
い。すなわち、前記(1),(2),(3)式から近似的に Ｉcl＝｛（Ｖcl(n-1)／Ｒcoil−Ｉcl(n-1)） ／τcoil｝×ΔＴ＋Ｉcl(n-1)……(12) Ｔcl＝｛（ｋcl・Ｉcl(n-1)−Ｔcl(n-1)）／τcl｝ ×ΔＴ＋Ｔcl(n-1)……(13) ｅ＝（Ｔｅ−Ｔcl）／Ｉｅ……(14) ｅ＝Ｔcl−ｋcl・Ｉcl）／（τcl・Ｉｅ） ……(15) と表せるから、これ等の式に基づいてｅ，ｅを求め
ることもできる。このような場合にはノイズを受け難い
利点がある。
次いで、前記ブロック６４に相当する制御項、換言すれ
ば前記（5-1）式が、ステップＳ８において求められた
エンジン回転速度Ｎｅの微分値ｅ，ｅと、予め設定
された定数Δａ０，Δａ１，Δａ２，ｄとに基づいてブ
ロック６４の出力ｖｆが算出される。そして、ステップ
Ｓ１０が実行され、前記ブロック６２に相当する制御項
が算出される。すなわち、実際のエンジン回転速度Ｎｅ
と目標ミートエンジン回転速度Ｎｅ＊との偏差ｅの積分
が実行され、ブロック６２の出力ｖが算出されるのであ
る。このとき、目標ミート回転速度Ｎｅ＊は燃料消費効
率および運転性等の適合条件を加味して予めＲＯＭ５２
に記憶された第６図に示すような関係からスロットル開
度θに基づいて定められる。
ば前記（5-1）式が、ステップＳ８において求められた
エンジン回転速度Ｎｅの微分値ｅ，ｅと、予め設定
された定数Δａ０，Δａ１，Δａ２，ｄとに基づいてブ
ロック６４の出力ｖｆが算出される。そして、ステップ
Ｓ１０が実行され、前記ブロック６２に相当する制御項
が算出される。すなわち、実際のエンジン回転速度Ｎｅ
と目標ミートエンジン回転速度Ｎｅ＊との偏差ｅの積分
が実行され、ブロック６２の出力ｖが算出されるのであ
る。このとき、目標ミート回転速度Ｎｅ＊は燃料消費効
率および運転性等の適合条件を加味して予めＲＯＭ５２
に記憶された第６図に示すような関係からスロットル開
度θに基づいて定められる。
そして、ステップＳ１１が実行され、制御電圧Ｖclが算
出されるとともにそれが増幅器５８へ出力され、電磁ク
ラッチ１０において算出された制御電圧Ｖclに対応した
伝達トルクが伝達される。以上の制御サイクルが高速に
て繰り返されることにより電磁クラッチ１０の係合過程
の制御が行われるのである。このように、エンジン回転
速度Ｎｅの微分値に基づいてブロック６４の出力ｖｆが
求められ、このｖｆに基づいて制御電圧Ｖclが調整され
るので、クラッチ係合過程におけるエンジン回転速度Ｎ
ｅの変動が抑制される。この結果、燃料消費効率の高
い、低い目標ミート回転速度Ｎｅ＊で制御されても車両
の運転性が損なわれず、滑らかに発進することができ
る。
出されるとともにそれが増幅器５８へ出力され、電磁ク
ラッチ１０において算出された制御電圧Ｖclに対応した
伝達トルクが伝達される。以上の制御サイクルが高速に
て繰り返されることにより電磁クラッチ１０の係合過程
の制御が行われるのである。このように、エンジン回転
速度Ｎｅの微分値に基づいてブロック６４の出力ｖｆが
求められ、このｖｆに基づいて制御電圧Ｖclが調整され
るので、クラッチ係合過程におけるエンジン回転速度Ｎ
ｅの変動が抑制される。この結果、燃料消費効率の高
い、低い目標ミート回転速度Ｎｅ＊で制御されても車両
の運転性が損なわれず、滑らかに発進することができ
る。
以上、本発明の一実施例を示す図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。
が、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前記増幅器５８の替わりに、制御電圧Ｖclに
対応した励磁電流Ｉclを電流フィードバックによって励
磁コイル１６のインピーダンスの変化に拘らず流す電流
フィードバック制御回路を用いても良い。このような場
合には、第１図のブロック６０の入力はＩclとなり、前
記(4),(5)式のＶclはＩcl・Ｒcoilに置換される。
対応した励磁電流Ｉclを電流フィードバックによって励
磁コイル１６のインピーダンスの変化に拘らず流す電流
フィードバック制御回路を用いても良い。このような場
合には、第１図のブロック６０の入力はＩclとなり、前
記(4),(5)式のＶclはＩcl・Ｒcoilに置換される。
また、前記(1),(2),(3)式は必要に応じて、より詳細な
微分方程式にて表され得るし、電磁クラッチ１０や増幅
器５８の特性に応じても変更される。
微分方程式にて表され得るし、電磁クラッチ１０や増幅
器５８の特性に応じても変更される。
また、前記（5-1）式は制御対象が複雑になればそれに
応じて多階の微分項を含む式となる。このとき、ブロッ
ク６０の制御対象を表す式がｎ階の微分方程式であれ
ば、ブロック６４の式は(n-1)階の微分方程式となる。
応じて多階の微分項を含む式となる。このとき、ブロッ
ク６０の制御対象を表す式がｎ階の微分方程式であれ
ば、ブロック６４の式は(n-1)階の微分方程式となる。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々の
変更が加えられ得るものである。
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々の
変更が加えられ得るものである。
第１図は本発明の一実施例の制御構成を示す制御ブロッ
ク線図である。第２図は本発明に従って制御される磁粉
式電磁クラッチの一例を示す断面図である。第３図は第
２図の電磁クラッチの特性を示す図である。第４図は第
１図の実施例の構成を示す制御回路図である。第５図は
第４図の実施例の作動を説明するフローチャートであ
る。第６図は第５図の説明において用いられる目標ミー
ト回転速度とスロットル開度との関係を示す図である。
第７図は従来の電磁クラッチの作動を示すタイムチャー
トである。 １０：磁粉式電磁クラッチ、１６：励磁コイル ４０：エンジン Ｎｅ：エンジンの実際の回転速度 ｅ：エンジンの実際の回転速度の変化率 ｅ：実際の回転速度と目標ミート回転速度との偏差 ｄｅ／dt：偏差の変化率
ク線図である。第２図は本発明に従って制御される磁粉
式電磁クラッチの一例を示す断面図である。第３図は第
２図の電磁クラッチの特性を示す図である。第４図は第
１図の実施例の構成を示す制御回路図である。第５図は
第４図の実施例の作動を説明するフローチャートであ
る。第６図は第５図の説明において用いられる目標ミー
ト回転速度とスロットル開度との関係を示す図である。
第７図は従来の電磁クラッチの作動を示すタイムチャー
トである。 １０：磁粉式電磁クラッチ、１６：励磁コイル ４０：エンジン Ｎｅ：エンジンの実際の回転速度 ｅ：エンジンの実際の回転速度の変化率 ｅ：実際の回転速度と目標ミート回転速度との偏差 ｄｅ／dt：偏差の変化率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 崇 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−37425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−87722（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】車両のエンジンから駆動輪に至る動力伝達
径路に介挿され、励磁コイルに供給される励磁電流に対
応した大きさのトルクを伝達する車両用磁粉式電磁クラ
ッチにおいて、前記エンジンの実際の回転速度と目標ミ
ート回転速度とが一致するように前記励磁コイルの励磁
電流を制御して前記電磁クラッチの係合過程における伝
達トルクを調節する制御装置であって、 前記エンジンの実際の回転速度を検出する回転速度検出
手段と、 前記エンジンに要求される実際の要求負荷量を検出する
要求負荷量検出手段と、 前記電磁クラッチの係合完了時におけるエンジンの目標
回転速度である目標ミート回転速度と前記要求負荷量と
の予め定められた関係から、前記実際の要求負荷量に応
じて目標ミート回転速度を決定する目標ミート回転速度
決定手段と、 前記電磁クラッチの係合過程における前記励磁コイルの
励磁電流を、前記目標ミート回転速度と前記エンジンの
実際の回転速度との偏差の積分値に比例した項、前記エ
ンジンの実際の回転速度の２階微分値に比例した項、お
よび実際の回転速度の微分値に比例した項を含む制御式
に基づいて制御する制御手段と を含むことを特徴とする車両用磁粉式クラッチの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153395A JPH0617695B2 (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 車両用磁粉式電磁クラツチの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153395A JPH0617695B2 (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 車両用磁粉式電磁クラツチの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131729A JPS6131729A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0617695B2 true JPH0617695B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=15561552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59153395A Expired - Lifetime JPH0617695B2 (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 車両用磁粉式電磁クラツチの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617695B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075839A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Jatco Ltd | 発進摩擦要素制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH085343B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-01-24 | 富士重工業株式会社 | 車両用自動クラツチの制御装置 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP59153395A patent/JPH0617695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075839A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Jatco Ltd | 発進摩擦要素制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6131729A (ja) | 1986-02-14 |
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