JPH0665896B2 - 電磁クラツチの制御回路 - Google Patents

電磁クラツチの制御回路

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JPH0665896B2
JPH0665896B2 JP59065247A JP6524784A JPH0665896B2 JP H0665896 B2 JPH0665896 B2 JP H0665896B2 JP 59065247 A JP59065247 A JP 59065247A JP 6524784 A JP6524784 A JP 6524784A JP H0665896 B2 JPH0665896 B2 JP H0665896B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に電磁クラッチの接続時のショックを防止
するようにした電磁クラッチの制御回路に関するもので
ある。
例えば車輌用空気調和装置の如き車輌用補機類において
電磁クラッチが用いられているが、この電磁クラッチに
あっては、励磁電流の印加と同時にクラッチが完全接続
されるため、駆動側及び被動側に大きな機械的ショック
が生じ、装置の寿命を縮めると共に運転フィーリングが
悪いという問題を有していた。上述の不具合を解決する
ため、本出願人は、コンプレッサ駆動用電磁クラッチの
制御回路において、電磁クラッチの起動時に印加される
駆動パルスのパルス幅を徐々に広くし、コンプレッサを
徐々に回転せしめるようにした制御回路を提案した(特
開昭58−191326号公報)。
しかしながら、この提案された装置は、空隙が零の電磁
クラッチに対しては有効であるが、切離し状態において
磁極板と電磁石との間に空隙を有している電磁クラッチ
の場合には、この提案された装置によっては接続時の機
械的ショックを除去することができないという欠点を有
している。即ち、電磁石においては、周知の通り、空隙
長の二乗に反比例して吸引力が増加するので、電磁クラ
ッチの励磁用駆動パルスのパルス幅を徐々に増大せしめ
て励磁電流を徐々に増大させても、極板が動き始める電
流値に達すれば電磁クラッチは瞬時に接続されてしまう
からである。
本発明の目的は、従って、切離し状態において磁極板と
電磁石との間に空隙が生じる電磁クラッチを、機械的シ
ョックなしに接続することができるようにした電磁クラ
ッチ用制御回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、切離し状態において磁極板と電磁
石との間に空隙が生じる電磁クラッチの接続、切離し
を、機械的ショックなしに行なうことができるようにし
た電磁クラッチ用制御回路を提供することにある。
本発明の構成は、切離し状態において磁極板と電磁石と
の間に空隙長が生じる電磁クラッチの制御回路におい
て、電磁クラッチの接続指令信号に応答して上記電磁石
を徐々に励磁するため時間の経過に従って励磁エネルギ
ーが増大する主励磁信号を出力する手段と、電磁クラッ
チの接続時における上記電磁石のインダクタンスの変化
に基づき上記空隙長の大きさに応じた第1信号を出力す
る手段と、該第1信号に基づいて定められる時間巾の初
期励磁信号を出力する手段と、上記第1信号に応答し、
上記主励磁信号による上記電磁石の初期保持力が上記空
隙長に応じて定められるよう上記主励磁信号の特性を設
定しうる手段と、上記主励磁信号及び上記初期励磁信号
に応答して上記電磁石の励磁を制御する手段とを備え、
これにより、電磁クラッチを無ショック状態にて接続す
るようにした点に特徴を有する。
本発明の他の構成によれば、更に、電磁クラッチの切離
し指令信号に応答し電磁石を徐々に消勢するため主励磁
信号の励磁エネルギーを徐々に減少せしめる手段を設け
ることにより、電磁クラッチの切離し時における機械的
ショックの発生を防止することができる。
以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明する。
第1図には、本発明による電磁クラッチ用制御回路の一
実施例が示されている。この制御回路1は、切離し状態
において磁極板と電磁石との間に空隙が生じている形式
の電磁クラッチを無衝撃にて接続するように制御するた
めの回路である。電磁クラッチ2の電磁石3の一端は抵
抗器4を介して正導線5に接続されており、電磁石3の
他端は、エミッタがアースされているスイッチングトラ
ンジスタ6のコレクタに接続されている。正導線5は、
逆流防止用のダイオード7及びスイッチ8を介してバッ
テリ9の正極に接続されている。尚、正導線5とアース
との間に接続されているコンデンサ10,11は、夫
々、雑音除去用及びレギュレーション改善用のコンデン
サである。
入力端子12に電磁クラッチ2の接続、切離を指令する
ための指令信号CDが印加されたことに応答して主励磁信
号Eを出力するため、主励磁信号発生回路13が設け
られている。主励磁信号発生回路13は、矩形波信号発
生器14と積分回路15とを有し、矩形波信号発生器1
4から出力される矩形波信号SQが積分回路15で積分さ
れることにより、第2図(b)に示されるような三角波信
号TSが出力される。この三角波信号TSは、入力抵抗器1
6を介して電圧比較回路17の−入力端子に印加されて
おり、帰還抵抗器18により電圧比較回路17の出力と
接続されると共に,抵抗器19を介してアースされてい
るその+入力端子には、コンデンサ20の充電々圧VC
印加されている。
コンデンサ20の一端はアースされ、他端は、抵抗器2
1を介して、エミッタが正導線5に接続されているトラ
ンジスタ22のコレクタに接続されており、指令信号CD
のレベルが「L」となるとトランジスタ22がオンとな
り、トランジスタ22のコレクタ電圧Vがほぼ正導線
5のレベルと等しい状態となる(第2図(a)参照)。こ
の結果、コンデンサ20は抵抗器21を介して充電さ
れ、従って、充電々圧Vのレベルは、第2図(b)に細
い実線で示す如く徐々に増大する。
ダイオード24、抵抗器25,26で構成される回路
は、充電々圧Vの下限値を定めるための電圧クランプ
回路である。
電圧比較回路17では、三角波信号TSと充電々圧V
のレベルが比較され、この結果、充電々圧Vのレベル
が増大するにつれてデューティ比が増大するパルス信号
PSが主励磁信号として得られる。パルス信号PSは、ダイ
オード27及び分圧回路28を介してトランジスタ6の
ベースに印加される。
電磁石3の励磁により電磁石3と磁極板とが接触して両
者間の空隙長が零となったタイミングを検出する目的
で、電磁石3の一端とアースとの間には、コンデンサ2
9と抵抗器30との直列回路が挿入されており、抵抗器
30の両端に生じる検出電圧Vが電圧比較回路31の
+入力端子に印加されている。
ところで、電磁石3の一端に生じる電圧Vは、第2図
(e)に示されるように、電磁石3の励磁開始と共になだ
らかに低下し、電磁石3が磁極板と接触したときに生じ
る電磁石3のコイルのインダクタンスの急激な変化によ
りレベルが急変し、パルス状のピークPKを生じる。従っ
て、検出電圧Vは、第2図(f)に示されるように、零
レベルを中心に正負に変化する信号となる。
電圧比較回路31の−入力端子は抵抗器32によりアー
スされており、従って、電圧比較回路31の出力から
は、第2図(g)に示されるタイミングパルスTPが出力さ
れる。タイミングパルスTPにおいて、電圧Vのピーク
PKに対応するパルスが、電磁石3と磁極板との間の空隙
が零となったときのタイミングを示している。
タイミングパルスTPは、R−Sフリップフロップ33の
リセット端子Rに印加されており、ピークPKに対応して
得られるタイミングパルスによってR−Sフリップフロ
ップ33をリセットする。一方、そのセット端子Sに
は、コレクタ電圧Vを微分回路34に入力することに
より得られたセットパルスSP(第2図(d)参照)が印加
されており、セットパルスSPによりR−Sフリップフロ
ップ33がセットされる。第2図(d)及び第2図(e)から
判るように、セットパルスSPのパルス巾は、タイミング
パルスTPのパルスのうちセットパルスSPに対応している
パルスのパルス巾より広くなるように微分回路34が調
整されており、従って、セットパルスSPによりセットさ
れたR−Sフリップフロップ33はピークPKに対応する
タイミングパルスによりリセットされる。この結果、R
−Sフリップフロップ33のQ端子からは、第2図(h)
に示す検出信号Sが出力される。上記説明から判るよ
うに、検出信号Sのパルス巾Tは、時刻t=t
おいてクラッチの接続操作が開始されてから、電磁石3
に磁極板が接触して空隙が零となる(t=t)までの
時間を示している。
R−Sフリップフロップ33の出力には単安定マルチ
バイブレータ35が接続されており、出力のレベルが
「L」から「H」に変化することに応答して、即ち、Q
出力からの検出信号Sの立下りタイミングでトリガさ
れ、所定時間巾Tの補正信号Sを出力する(第2図
(i))。検出信号S及び補正信号Sはオア回路36
に入力され、パルス巾がT+Tの初期励磁信号S
が出力される(第2図(j))。
初期励磁信号Sは、ダイオード39を介して、主励磁
信号であるパルス信号PSと合成され、合成された信号は
駆動信号DV(第2図(k)参照)としてトランジスタ6の
ベースに印加される。また、電磁石3と磁極板との間の
空隙に応じてそのパルス巾が定められることになる初期
励磁信号Sは、抵抗器37及びダイオード38を介し
てコンデンサ20に印加されており、これにより、充電
々圧Vの立上り特性を空隙の長さに応じて補正するこ
とができるようになっている。このため、駆動信号DVに
よって電磁石3に流れる平均電流は第2図(l)に示す
如くであるが、初期励磁信号Sによる励磁が終了した
直後(t=t)の平均電流値、即ち初期保持力を与え
る電流値Iは、その時々の電磁石3と磁極板との間の
空隙長に応じて自動的に設定され、常に最適な初期保持
力を与えることができる。
時刻t=tにおいて指令信号CDのレベルが高レベルと
なり、電磁クラッチ2の切離しが指令されると、トラン
ジスタ22はオフとなり、コレクタ電圧Vのレベルが
「L」となる。従って、コンデンサ20は抵抗器21及
び抵抗器40を介し所定の時定数で放電され、従って、
充電々圧Vのレベルはt以後、徐々に低下する(第
2図(b)参照)。この結果、パルス信号PSのデューティ
比は充電々圧Vのレベル低下と共に小さくなり、電磁
石3の励磁エネルギーが徐々に低下し、機械的なショッ
クなしに、電磁クラッチの切離しを行なうことができ
る。
このような構成によると、電磁クラッチが無励磁の場合
には磁極間の空隙のために磁気回路の磁気抵抗は大きく
なっており電磁石のコイルのインダクタンスは小さい
が、両磁極が一部でも接触するとコイルのインダクタン
スが急激に増加することに着目して、電磁クラッチの空
隙が零となったタイミングを検出し、この検出されたタ
イミングを基にして初期励磁信号の供給制御を行なうの
で、空隙が零となることによる励磁電流の減少タイミン
グを常に最適に制御することができる。従って、電磁ク
ラッチの摩耗による空隙の変化が生じても、これに全く
影響されず、常に無衝撃接続を確実に実行することがで
きる。
更に、電磁クラッチの空隙長に応じて初期保持電流値I
の制御をも行なっているので、電磁クラッチの戻しば
ねのセット力に対応した保持力を常に与えることがで
き、常に最良の動作状態を保つことができる。
尚、上述の構成において、補正信号Sの時間巾T
は、電磁クラッチの特性に応じて、空隙長とは無関係
に、適宜の一定値に定めることができる。
本発明によれば、上述の如く、電磁クラッチの空隙長が
変化しても、その時々の空隙長に従った最適な初期励磁
信号及び初期保持電流を与えることができるので、無衝
撃接続を長期間に亘り、安定に行なうことができるのは
勿論のこと、電磁クラッチの戻しばねのセット力に対応
した保持力を常に与えることができるので、常に最良の
動作状態を保つことができる。また、電磁クラッチの切
離時においても衝撃を発生させることなく、クラッチの
切離を行なえる良好なフィーリングを得ることができ、
クラッチの寿命を著しく延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電磁クラッチ制御回路の一実施例
を示す回路図、第2図(a)乃至第2図(l)は第1図に示し
た回路の各部の信号の波形図である。 1……制御回路、2……電磁クラッチ、3……電磁石、
6……トランジスタ、13……主励磁信号発生回路、2
0……コンデンサ、33……R−Sフリップフロップ、
……検出信号、S……補正信号、S……初期励
磁信号、CD……指令信号、V……充電々圧、PS……パ
ルス信号、V……検出電圧、DV……駆動信号。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】切離し状態において磁極板と電磁石との間
    に空隙が生じる電磁クラッチの制御回路において、電磁
    クラッチの接続指令信号に応答して前記電磁石を徐々に
    励磁するため時間の経過に従って励磁エネルギーが増大
    する主励磁信号を出力する手段と、前記電磁クラッチの
    接続時における前記電磁石のインダクタンスの変化に基
    づいて前記空隙長の大きさに応じた第1信号を出力する
    手段と、該第1信号に基づいて定められる時間巾の初期
    励磁信号を出力する手段と、前記第1信号に応答し上記
    主励磁信号による上記電磁石の初期保持力が前記空隙長
    に応じて定められるよう前記主励磁信号の特性を設定し
    うる手段と、前記主励磁信号及び前記初期励磁信号に応
    答して前記電磁石の励磁を制御する手段とを備えたこと
    を特徴とする電磁クラッチの制御回路。
  2. 【請求項2】切離し状態において磁極板と電磁石との間
    に空隙が生じる電磁クラッチの制御回路において、電磁
    クラッチの接続指令信号に応答して前記電磁石を徐々に
    励磁するため時間の経過に従って励磁エネルギーが増大
    する主励磁信号を出力する手段と、前記電磁クラッチの
    接続時における前記電磁石のインダクタンスの変化に基
    づいて前記空隙長の大きさに応じた第1信号を出力する
    手段と、該第1信号に基づいて定められる時間巾の初期
    励磁信号を出力する手段と、前記第1信号に応答し上記
    主励磁信号による上記電磁石の初期保持力が前記空隙長
    に応じて定められるよう前記主励磁信号の特性を設定し
    うる手段と、前記主励磁信号及び前記初期励磁信号に応
    答して前記電磁クラッチの接続のため前記電磁石の励磁
    を制御する手段と、電磁クラッチの切離指令信号に応答
    し、前記電磁石を徐々に消勢するため前記主励磁信号の
    励磁エネルギーを徐々に減少せしめる手段とを備えたこ
    とを特徴とする電磁クラッチの制御回路。
JP59065247A 1984-04-03 1984-04-03 電磁クラツチの制御回路 Expired - Lifetime JPH0665896B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4567975A (en) * 1984-02-17 1986-02-04 Warner Electric Brake & Clutch Co. Apparatus and method for controlling the engagement of a gap-type electromagnetic coupling and for alleviating engagement noise

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JPS60208638A (ja) 1985-10-21

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