JPH0689794B2 - 車両用磁粉式電磁クラッチの制御装置 - Google Patents

車両用磁粉式電磁クラッチの制御装置

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JPH0689794B2
JPH0689794B2 JP58144026A JP14402683A JPH0689794B2 JP H0689794 B2 JPH0689794 B2 JP H0689794B2 JP 58144026 A JP58144026 A JP 58144026A JP 14402683 A JP14402683 A JP 14402683A JP H0689794 B2 JPH0689794 B2 JP H0689794B2
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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、
特に電磁クラッチのトルク伝達特性等のばらつきに拘わ
らず車両発振時等における電磁クラッチの係合作動を一
定に制御し、車両毎に同様な望ましい運転性および燃料
経済性を得る技術に関するものである。
従来技術 車両のエンジンに作動的に連結された駆動側回転体と、
その車両の車輪に作動的に連結された従動側回転体と、
それ等駆動側回転体および従動側回転体との間に形成さ
れる空隙内に収容された磁粉と、その磁粉を磁気力によ
りその空隙内に結合される励磁コイルと、を備えた磁粉
式電磁クラッチが知られている。その電磁クラッチは駆
動側の回転力を励磁コイルに供給される励磁電流の大き
さに応じて従動側回転体に伝達する特性があるため、車
両に用いられた場合は車両の発進時等において励磁コイ
ルに供給される励磁電流をエンジンの回転速度量上昇に
伴って所定の増加率で増加させることにより電磁クラッ
チの係合を最適に制御することが行われている。
しかしながら、斯る制御方法によれば、好適な運転性お
よび燃料消費率が得られる特徴があるが、エンジンの回
転速度の上昇に対する励磁電流の増加は予め求められた
一定の関係に従って行われるのが一般的である。たとえ
ば、特開昭57−22400号公報に記載された車両用電磁ク
ラッチの制御装置がそれである。このような制御装置で
は、電磁クラッチのトルク伝達特性がばらつくと車両毎
に同様のクラッチ係合作動が得られ難い不都合があっ
た。たとえば、電磁クラッチの駆動側回転体と従動側回
転体との間に形成される空隙の公差、温度変化、経時変
化等により電磁クラッチ毎の励磁電流に対する伝達トル
クの特性がばらつくことが避けられず、電磁クラッチの
トルク伝達特性等がばらついても車両発進時の運転性
（ドライバビリティ）が得られるように励磁電流の増加
率を一定値以下に比較的低く定められるのが一般的であ
るため、電磁クラッチ係合時（半クラッチ状態）のエン
ジンが出力ロスが大きい過回転側にばらつき、車両発進
時においては必ずしも好ましい燃料消費率が得られなか
った。
発明の目的 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは、電磁クラッチ毎の励磁電流に
対する伝達トルク特性のばらつきに拘わらず、電磁クラ
ッチ係合作動時におけるエンジン回転速度に対する伝達
トルク特性が一定に制御され、車両発進時における運転
性および燃料消費率が車両毎に好適に得られる車両用磁
粉式電磁クラッチの制御装置を提供することにある。
発明の構成 斯る目的を達成するため、本発明の制御装置は、 （１）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、 （３）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
荷量との予め求められた関係から、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、 （４）前記電磁クラッチの係合完了に至る過程におい
て、その過程における前記エンジンの実際の回転速度と
前記目標ミート回転速度との偏差に基づき、前記エンジ
ンの実際の回転速度が前記目標ミート回転速度と一致す
るように前記励磁コイルに供給される励磁電流を調節す
る励磁電流調節手段と、 を含むことを特徴とする。
発明の効果 このようにすれば、第１図のクレーム対応図にも示され
るように、目標ミート回転速度決定速度手段において、
予め求められた関係から実際の要求負荷量に応じて目標
ミート回転速度が決定されるとともに、励磁電流調節手
段において、電磁クラッチの係合完了に至る過程におい
てその過程におけるエンジンの実際の回転速度と目標ミ
ート回転速度との偏差に基づき、エンジンの実際の回転
速度が目標ミート回転速度と一致するように励磁コイル
に供給される励磁電流が調節される。それ故、電磁クラ
ッチの係合完了に至る半クラッチ状態においてエンジン
の回転速度が目標ミート回転速度に維持されるので、電
磁クラッチ毎の伝達トルク特性等のばらつきに拘わらず
車両発進時における運転性（ドライバビリティ）が好適
に確保され、しかもエンジンの過回転に起因する燃料消
費率の低下が防止されるのである。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
第２図において、車両のエンジン10の回転力は磁粉式電
磁クラッチ12,変速機14,および差動歯車装置16を介して
車両の駆動輪18,20に伝達されるようになっている。な
お、変速機14は手動操作式のいわゆるマニュアルトラン
スミッションでも良いし、無段階に変速が可能なベルト
式無段変速機等でも差支えない。
磁粉式電磁クラッチ12はエンジン10に連結された駆動側
回転体であるヨーク22と、変速機14の入力側回転軸24に
連結された従動側回転体であるロータ26と、ヨーク22の
内周面およびロータ26の外周面の間に形成される空隙内
に収容された図示しない磁粉と、ヨーク22内に一体的に
設けられ、磁粉を磁気力により磁気空隙力に固く充填さ
せる励磁コイル28とを備えており、第３図に示されるよ
うな、励磁コイル28に供給される電流の大きさに応じて
ヨーク22からロータ26に伝達される伝達トルクが増加す
る特性を備えている。
エンジン10の点火装置30,およびエンジン10の吸気配管
に設けられたスロットル弁32には、エンジン10の回転速
度およびエンジン10に要求される要求負荷量を検出する
ために点火信号センサ34およびスロットル位置センサ36
が設けられており、点火信号SIおよびスロットル開度信
号STがI/F回路38およびA/Dコンバータ40に供給されるよ
うになっている。点火信号センサ34は、たとえばエンジ
ン10が四気筒である場合には一回転に付き２個のパルス
を発生するものであり、I/F回路38では点火信号SIの周
期teを表すコード信号に変換してCPU42に供給する。ス
ロットル開度信号STは一般に電圧信号であり、これがA/
Dコンバータ40においてデジタル値に変換されてCPUC2に
供給される。すなわち、エンジン10に要求される要求負
荷量がスロットル弁32の開度を表す信号としてCPU42に
入力されるのである。
一方、変速機14にはその入力側回転軸24の回転数を検出
するための回転センサ44が設けられている。回転センサ
44は、入力側回転軸24の回転に対応した周期のパルス信
号である回転信号SRをI/F回路38に供給し、I/F回路38は
回転信号SRの周期tiに対応したコード信号をCPU42に供
給する。その回転信号SRは磁粉式電磁クラッチ12のロー
タ26の回転速度に対応するものである。
CPU42には、データバスラインを介してROM46,RAM48が接
続されている。ROM46には後述の第４図のフローチャー
トに示されるようなプログラケや、そのプログラムの実
行に必要な第５図に示されるデータマップ等が予め記憶
されており、CPU42はROM46に記憶されたプログラムに従
ってRAM48の一時記憶機能を利用しつつデータ処理を実
行し、磁粉式電磁クラッチ12に供給すべき励磁電流を決
定するとともに、その励磁電流を流すための制御量Ｖを
表すコード信号をD/Aコンバータ50に供給する。D/Aコン
バータ50は、そのコード信号をそれに対応した電圧信号
SVに変換して、V/I（電圧、電流）コンバータ52に供給
する。V/Iコンバータ52は、たとえば第６図に示される
ように構成される。すなわち、電圧信号SVは信号レベル
変換回路54によって低レベルに変換された後、差動増巾
器56のプラス入力端子に供給される。差動増巾器56のマ
イナス入力端子には、励磁コイル28と直列に接続された
励磁電流検出用の低い値の抵抗器58の端子電圧、換言す
れば実際の電磁電流に対応した信号が供給されており、
差動増巾機56はそれ等入力端子の信号差が零となるよう
にドライバ用トランジスタ60にベース電流を供給する。
ドライバ用トランジスタ60はプラス電源と励磁コイル28
との間に接続されており、差動増巾器56の出力信号に基
づいて励磁電流を励磁コイル28に供給する。すなわち、
差動増巾機56は電流フィードバック制御を行うものであ
り、励磁コイル28の温度変化に起因する巻線抵抗の変化
に拘わらず、電圧信号SVに正確に対応した励磁電流が励
磁コイル28に供給されるようになっている。
以下、本実施励磁の作動を第４図のフローチャートに従
って説明する。
まず、ステップS1が実行され、点火信号SIの周期te、回
転信号SIの周期ti、スロットル開度信号STが表すスロッ
トル弁32の開度θに対応した電圧信号ｖθがRAM48内に
読み込まれる。そして、ステップS2が実行され、それ等
周期te,tiおよび電圧ｖθに基づいて、エンジン10の回
転速度Ne、磁粉式電磁クラッチ12のロータ26の回転速度
Ni,およびスロットル弁32の開度θ（％）が予め記憶さ
れた次式（１），（２），（３）に従って算出される。
すなわち、ステップS2はエンジン10の回転速度検出手
段、磁粉式励磁クラッチ12のロータ26の回転速度検出手
段、およびエンジン10に要求される負荷を検出するエン
ジン要求負荷検出手段を形成しているのである。
Ne（rpm）＝60sec/2te …（１） Ni（rpm）＝60sec/ti …（２） θ（％）＝〔（v θ−v min）／（vmax−vmin）〕×100
…（３） 但し、vminはスロットル弁32全閉時（アイドル時）の信
号STの電圧、vmaxはスロットル弁32全開時（エンジン10
の全開時）の信号STの電圧である。
次に、目標ミート回転速度決定手段としてのステップS3
が実行され、既に求められたスロットル弁32の開度θに
基づいて目標ミート回転速度Nmoが算出される。すなわ
ち、ROM46には第５図に示されるスロットル開度θと目
標ミート回転速度Nmoとの関係を表すデータマップ（テ
ーブル）が予め記憶されており、実際のスロットル開度
θに対応した目標ミート回転速度Nmoが算出されるので
ある。ここで、実際のスロットル開度θがデータマップ
に予め記憶されたデータ（座標点）の各Ｘ座標値X1とX2
との間にあるとすると、実際のスロットル開度θに対応
する目標ミート回転速度Nmoは次式（４）より直線補間
によって求められる。
次にステップS4が実行され、エンジンの実際の回転速度
Neが予めエンジンのアイドル回転数近くに決定された比
較的小さな値αよりも大きいか否かが判断される。エン
ジン10の回転速度が未だアイドル回転数付近であれば、
ステップS5が実行され、V/Iコンバータ52に供給される
電圧信号SVの電圧、換言すれば操作量Ｖが零とされると
ともにフラグＦの内容が零とされる。このフラグはエン
ジンの回転速度Neが目標ミート回転速度Nmoを上回った
ことを表すものである。そして、ステップS6が実行さ
れ、ステップS5において定められた制御操作量Ｖの内容
が電圧信号SVとして出力されるのであるが、この場合に
はステップS5において操作量Ｖの内容が零とされている
ので励磁電流が零とされる。
次に、車両の発進等に伴い図示しないアクセルペダルの
操作に従ってエンジン10の実際の回転速度Neが上昇させ
られると、ステップS4において実際の回転速度Neが予め
定められた一定の値αよりも大きいと判断されてステッ
プS7が実行される。ステップS7においてはヨーク22の回
転速度Neとロータ26の回転速度Niとの差が予め定められ
た一定の値βよりも大きいか否かが判断される。値βは
NeとNiの計算誤差より生ずるずれ範囲に相当する極めて
小さな値である。ヨーク22の回転速度Neとロータ26の回
転速度Niとの差が大きいときは電磁クラッチ12の係合途
中（係合完了前の半クラッチ状態）と判断されるので、
ステップS8が実行され、エンジン10の回転速度Neが目標
ミート回転速度Nmoよりも小さいか否かが判断される。
未だエンジン10の回転速度Neが目標ミート回転速度Nmo
よりも小さい場合にはステップS9が実行され、フラグＦ
の内容と１との論理積が算出されて新たなフラグＦの内
容とされるが、前回のサイクルにおいてはフラグＦの内
容が零とされているのでステップS9におけるフラグＦの
内容も零である。そして、ステップS10が実行され、フ
ラグＦの内容が１であるか否かが判断される。フラグＦ
の内容が零であるので前述のステップS5およびS6が再び
実行されて、電磁クラッチに供給される励磁電流Ｉが零
に維持される。第７図の範囲Ａはこの状態を示す。
以上のステップが繰り返されるうち、エンジン10の回転
速度Neが上昇し、ステップS8においてその回転速度Neが
目標ミート回転速度Nmoよりも上回ったと判断されると
ステップS11が実行されてフラグＦの内容が１とされる
とともに、前述のステップS10が実行されてフラグＦの
内容が１であるか否かが判断される。フラグＦの内容が
既にステップS11において１とされているので、ステッ
プS12が実行され、操作量Ｖの内容が前サイクルの操作
量Vn-1にＫ×（Ne−Nmo）が加えられて新たな操作量と
される。但し、Ｋは常数である。すなわち、ステップS1
2においては実際のエンジン10の回転速度Neと目標ミー
ト回転速度Nmoとの偏差が零となるように操作量Ｖが形
成されるのである。そして、ステップS16が実行され、
操作量Ｖの内容が電圧信号SVとして出力されてその操作
量Ｖに応じた励磁電流Ｉが電磁クラッチ12に供給され
る。以上のステップが繰り返されると電磁クラッチ12の
係合完了前の半クラッチ状態において、エンジン10の回
転速度NeがステップS3において定められた目標ミート回
転速度Nmoと一致するようにフィードバック制御される
のである。第７図の範囲Ｂはこの状態を示す。すなわ
ち、ステップS12は励磁電流制御手段を形成しているの
である。
以上のステップが繰り返されるうち、ロータ26の回転速
度Niが上昇させられ、ステップS7においてその回転速度
Niとロータ22の移転速度Neとの偏差が予め定められた一
定の値βよりも小さいと判断されると、換言すれば電磁
クラッチ12の係合完了状態と判断されるとステップS13
が実行され、操作量Ｖの内容が最大値Vmaxとされるとと
もにステップS6においてその操作量Vmaxが電圧信号SVと
して出力される。このため、電磁クラッチ12に供給され
る励磁電流Ｉは最大値とされる。第７図の範囲Ｃはこの
状態を示す。
さらに、以上のステップが繰り返されるうち、ステップ
S4においてエンジン10の実際の回転速度Neが図示しない
アクセルペダルの開放操作に伴って予め定められた一定
の値αよりも下回ったと判断されると、ステップS5が実
行されて操作量Ｖの内容が零とされるとともに、フラグ
Ｆの内容も零とされる。したがって、エンジン10の回転
速度Neはアイドル回転速度とされるとともにロータ26の
回転速度Niは零とされる。第７図の範囲Ｄはこの状態を
示す。なお、スロットル開度θが大きい場合にはこれに
伴って大きい値の目標ミート回転速度Nmoが決定される
ので、エンジン回転速度Neは第８図に示されるように制
御され、運転性が確保されると同時に燃料消費率が維持
される。
このように、本実施例によれば、車両の発進時等の電磁
クラッチ12の係合完了に至る過程すなわち半クラッチ状
態においてその過程におけるエンジン10の回転速度Neが
スロットル開度θに応じて定められた目標ミート回転速
度Nmoに速やかに到達させられるとともに、回転速度Ne
が目標ミート回転速度Nmoに一致するように制御量Ｖが
調節させられて、エンジン10の回転速度Neが目標ミート
回転速度Nmo付近に制御されるので、エンジン10自体の
過剰な吹き上がりが少なくなって燃料消費率が改善され
るとともに好ましい運転性が得られるのである。しか
も、斯る制御は、電磁クラッチ12トルク伝達特性のばら
つき等に拘わらず、車両毎に同様に制御され得て、運転
性および燃料消費率の車両毎のばらつきが解消されるの
である。
すなわち、電磁クラッチ12の励磁電流に対する伝達トル
クの特性は、基本的には第３図に示されるものである
が、電磁クラッチ毎の空隙（ギャップ）の公差，温度変
化，経時変化等に従って実際は第９図の斜線に示される
範囲内にばらつくのである。このような場合には、電磁
クラッチ12が異なると一定の励磁電流に対して異なるト
ルクが伝達されることになるのである。そして、斯る電
磁クラッチ12を用いる従来の制御方法は第10図の実線に
示されるように予め定められた関係に従って電流を増加
させるのであるが、それはあくまでも電磁クラッチ12の
特性が一定である前提に基づいて行われるものであり、
電磁クラッチ12の特性等がばらつくと、電磁クラッチの
トルク伝達特性も第10図の斜線に示される領域内におい
てばらつき、車両毎に一定の運転性や燃料消費特性が得
られなかったのである。したがって、従来の場合には、
電磁クラッチ12のばらつきが存在しても、少なくとも一
定の運転性が得られるようにエンジン回転速度上昇に対
する励磁電流の増加率を低める結果、エンジン回転速度
が出力ロスが大きい過回転側にばらつき、車両発進時に
おける燃料消費率が犠牲とされていたのである。これに
対し、本実施例によれば、電磁クラッチ12のばらつきに
拘わらず車両発進時においてエンジン10の回転速度Neが
スロットル開度θに対応して定められた目標ミート回転
速度Nmoと一致するように制御されるので、第10図の実
線に示すように、電磁クラッチ12の特性のばらつきに拘
わらず車両毎に同様なクラッチ係合特性が得られて均一
な運転性が得られるとともに好適な燃料消費率が得られ
るのである。
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。
たとえは、前述のステップS8における目標ミート回転速
度Nmoは第５図のデータマップにおいて直線補間によっ
て算出されるが、円弧補間等種々の方法が適用されるも
のであり、またスロットル開度θと目標ミート回転速度
Nmoとの関係式が予め記憶されており、その関係式によ
って算出されても良いのである。
また、前述の実施例においてエンジンに要求される負荷
がスロットル弁32の開度θによって表されているが、ア
クセルペダルの操作量、エンジン10の吸気管負圧、エン
ジン10の回転速度上昇率、加速運動センサによって検出
される車両の加速等のエンジン要求負荷を表す量が用い
られても良いのである。
前述の実施例のステップS12において、前サイクルの操
作量（Vn-1）にＫ×（Ne−Nmo）が加えられているがそ
れが乗算されても良いのである。
なお、上述したのはあくまで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変更が
加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のクレーム対応図である。第２図は本発
明の一実施例が適用される車両の駆動装置および回路を
説明する図である。第３図は第２図の磁粉式電磁クラッ
チの特性を示す図である。第４図は第２図の実施例の作
動を説明するフローチャートである。第５図は第２図の
ROMに予め記憶されたデータマップが表す関係を示す図
である。第６図は第２図のV/Iコンバータの回路図であ
る。第７図および第８図は第２図の実施例の作動を説明
するタイムチャートである。第９図は電磁クラッチの特
性の一般的ばらつきを示す図である。第10図は車両用電
磁クラッチの制御装置におけるエンジン回転速度に対す
る電磁クラッチ伝達トルクの制御特性を説明する図であ
る。 10:エンジン、12:磁粉式電磁クラッチ 22:ヨーク（駆動側回転体） 26:ロータ（従動側回転体） 28:励磁コイル ステップS2:回転速度検出手段および要求負荷量検出手
段 ステップS3:目標ミート回転速度決定手段 ステップS12:励磁電流調節手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−22400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−33230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−192666（ＪＰ，Ａ) 特公 昭38−6305（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両のエンジンに作動的に連結された駆動
    側回転体と、該車両の車輪に作動的に連結された従動側
    回転体と、該駆動側回転体および従動側回転体の間に形
    成される空隙内に収容された磁粉と、該磁粉を磁気力に
    より該空隙内に結合させる励磁コイルとを備え、該駆動
    側回転体の回転力を該励磁コイルに供給される励磁電流
    の大きさに応じて該従動側回転体に伝達する車両用磁粉
    式電磁クラッチにおいて、該電磁クラッチの係合に際し
    て、該電磁クラッチの伝達力を制御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前記エンジンの
    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完了に至る過程において、該過
    程における前記エンジンの実際の回転速度と前記目標ミ
    ート回転速度との偏差に基づき、前記エンジンの実際の
    回転速度が前記目標ミート回転速度と一致するように、
    前記励磁コイルに供給される励磁電流を調節する励磁電
    流調節手段と、 を含むことを特徴とする車両用磁粉式電磁クラッチの制
    御装置。
JP58144026A 1983-08-06 1983-08-06 車両用磁粉式電磁クラッチの制御装置 Expired - Lifetime JPH0689794B2 (ja)

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