JPH0689796B2 - 車両用自動クラツチの制御装置 - Google Patents

車両用自動クラツチの制御装置

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JPH0689796B2
JPH0689796B2 JP61100321A JP10032186A JPH0689796B2 JP H0689796 B2 JPH0689796 B2 JP H0689796B2 JP 61100321 A JP61100321 A JP 61100321A JP 10032186 A JP10032186 A JP 10032186A JP H0689796 B2 JPH0689796 B2 JP H0689796B2
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vehicle speed
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、車両の駆動系に設けられてクラッチトルクを
電子制御する自動クラッチの制御装置に関し、詳しく
は、車速信号系の異常時の自己診断とフェイルセーフ機
能に関するものである。
【従来の技術】
この種の車両用自動クラッチを、例えば電磁クラッチを
対象としたものに関して、本件出願人により既に多数提
案されている。その大部分は、発進時等の過渡状態，ク
ラッチ直結後の定常状態において、アクセルペダルやシ
フトレバーの操作，走行条件，エンジン状態等との関係
でクラッチトルクを最適制御し、更にマニュアル変速機
またはベルト式無段変速機との組合わせにおいてそれに
適した制御を行うものである。 特に近年、エンジンのみならず駆動系のクラッチ，変速
機等の電子制御化が進んで来ており、自動クラッチにお
いても更に一層きめ細かく制御する傾向にある。 従来、上記車両用自動クラッチに関しては、例えば特開
昭60−161224号公報の先行技術がある。ここで、逆励磁
モード，発進モード，ドラッグモード，直結モードを定
め、入力信号や走行条件によりモード切換えして、クラ
ッチのトルク制御を行う。ここで逆励磁モードでは、通
常とは逆向きの微小電流によりクラッチの完全解放を行
い、発進モードでは、アクセル踏込み時に低車速域でエ
ンジン回転数に比例したクラッチ電流により車両を発進
させ、ドラッグモードでは、アクセル解放時に低車速域
で零または微小なクラッチ電流によりクラッチを解放
し、直結モードでは、アクセル解放又は踏込み時の高車
速域でクラッチが完全係合するようなクラッチ電流を出
力してクラッチを直結させている。そして、特に車速信
号でアクセル踏込み時の発進モードと直結モードの切換
え，アクセル開放時のドラッグモードと直結モードの切
換えを行うことが示されている。
【発明が解決しようとする課題】
ここで車速信号は、変速機の出力軸，スピードメータ等
に取付けられたセンサからの出力パルスを取出し、その
パルス周期または一定時間内のパルス数を換算して算出
するか、変速機におけるセカンダリプーリの回転数を検
出するセンサからの信号を演算処理して算出している。
そのため、センサの故障，メータケーブルの切断，ワイ
ヤーハーネスの断線や地絡等により車速信号が入力しな
くなり、この場合は制御系で車速が常に零（停車状態）
と判定してしまう。この状態では、上記先行技術におい
て正常なモード切換えが不能になり、以下のような問題
を生じる。 即ち、アクセル踏込み時に発進モードから直結モードに
切換わらず、常時発進モードになる。従って、発進動作
は正常に行われるが、常にエンジン回転数に応じたクラ
ッチトルクに設定されることで、発進後の走行条件（エ
ンジン負荷，走行抵抗等）によっては定常走行中にクラ
ッチ電流が低下しクラッチの滑りを生じる恐れがある。
また、これによりクラッチの過度な発熱による劣化，焼
損の原因になり得る。 一方、アクセル開放時は常にドラッグモードになり、ク
ラッチ解放によりエンジンブレーキが効かなくなって、
安全性に欠ける。 更に、中高速走行時、アクセル踏込みの有無により発進
とドラッグのモードが切換わり、クラッチが係合または
解放するため、走行性が著しく悪化する。 こうして車速信号系の異常時には走行可能ではあるが、
クラッチの焼損の恐れや，走行性悪化を招く。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、車速
信号系の異常時にそれを的確に自己診断し、更に中高速
時のクラッチの滑りや，走行性悪化を最小限にとどめる
ようにフェイルセーフ機能を動作するようにした車両用
自動クラッチの制御装置を提供することを目的としてい
る。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による車両用自動クラ
ッチの制御装置は、車両の走行状態を表す各種信号を電
子制御ユニットに入力して、車両用自動クラッチのクラ
ッチトルク制御を行う制御装置であって、アクセル解放
時に低車速域で零又は微小なクラッチトルクでクラッチ
を解放するドラッグモードと、アクセル踏込み時に低車
速域でエンジン回転数に応じてクラッチトルクを制御す
る発進モードと、アクセル解放又は踏込み時の高車速域
で十分なクラッチトルクを与えクラツチを完全係合させ
る直結モードとを少なくとも設定でき、前記各制御モー
ドの切換えをアクセルの踏込み状態信号と車速信号が入
力されるモード判定部によって行う車両用自動クラッチ
の制御装置において、エンジン回転数信号，車速信号及
び前記モード判定部からの判定結果信号が入力し、発進
モードにおいて所定のエンジン回転数以上で所定時間車
速信号が入力しない場合に車速信号系の異常を判定し異
常信号を出力する車速信号系異常検出部と、前記の異常
信号の入力により、異常状態が所定以上継続する場合に
フェイルセーフ信号を出力するフェイルセーフ判定部
と、前記フェイルセーフ信号の入力により、発進モード
におけるクラッチトルクをアクセル踏込み量に応じて増
加補正する異常時発進電流補正部と、前記フェイルセー
フ信号の入力により、発進モードを保持する信号を前記
モード判定部に出力する異常時モード切換部とを備えた
ことを特徴とする。 そして、前記の異常時モード切換部は、エンジン回転数
信号が入力するエンジン回転数判定部を有し、フェイル
セーフ信号入力時で所定のエンジン回転数以上の場合に
アクセル踏込みのダミー信号を出力するように構成され
ている。
【作用】
上記構成に基づき、車両発進時の発進モードで車速信号
系の異常が直ちに自己診断される。そして、異常時には
フェイルセーフ機能が動作し、アクセル踏込み時の発進
モードではエンジン回転数に比例したクラッチトルクを
ベースとしてアクセル踏込み状態に応じてクラッチトル
クを増加補正することで、走行条件により低エンジン回
転数領域で走行しても比較的大きいクラッチトルクを保
って、クラッチの滑りを防止する。また、アクセル開放
時にエンジン回転数が設定値以下にならない限りドラッ
グモードに切換わらなくなり、その分エンジンブレーキ
が効き、アクセル踏込みの有無に伴うクラッチの係合，
解放を回避するようになる。 こうして本発明では、車速信号系の異常時の診断が早期
に的確に行われ得る。そして、フェイルセーフ機能によ
りクラッチの滑りを防止し、エンジンブレーキの効いた
良好な走行を確保することが可能となる。
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、電磁クラッチにベルト式無段変速機を
組合わせた駆動系の全体構成について説明する。エンジ
ン１は、電磁粉式クラッチ2,前後進切換装置３を介して
無段変速機４に連結し，無段変速機４から１組のリダク
ションギヤ5,出力軸6,ディファレンシャルギヤ７および
車輪８を介して駆動軸９に伝動構成される。 電磁粉式クラッチ２は、エンジンクランク軸10にドライ
ブメンバ2aを、入力軸11にクラッチコイル2cを具備した
ドリブンメンバ2bを有する。そしてクラッチコイル2cに
流れるクラッチ電流により両メンバ2a,2bの間のギャッ
プに電磁粉を鎖状に結合して集積し、これによる結合力
でクラッチ接断およびクラッチトルクを可変制御する。 前後進切換装置３は、入力軸11と変速機主軸12との間に
ギヤとハブやスリーブにより同期噛合式に構成されてお
り、少なくとも入力軸11を主軸12に直結する前進位置
と、入力軸11の回転を逆転して主軸12に伝達する後退位
置とを有する。 無段変速機４は、主軸12とそれに平行配置された副軸13
とを有し、主軸12には油圧シリンダ14aを備えたプーリ
間隔可変のプライマリプーリ14が、副軸13には同様に油
圧シリンダ15aを備えたセカンダリプーリ15が設けられ
る。また、両プーリ14,15には駆動ベルト16が巻付けら
れ、両シリンダ14a,15aは油圧制御回路17に回路構成さ
れる。そして両シリンダ14a,15aには伝達トルクに応じ
たライン圧を供給してプーリ押付力を付与し、プライマ
リ圧により駆動ベルト16のプーリ14,15に対する巻付け
径の比率を変えて無段階に変速制御するように構成され
ている。 次いで、電磁粉式クラッチ２と無段変速機４の電子制御
系について説明する。エンジン１のエンジン回転数セン
サ19,無段変速機４のプライマリプーリとセカンダリプ
ーリの回転数センサ21,22,エアコンやチョークの作動状
況を検出するセンサ23,24を有する。また、操作系のシ
フトレバー25は、前後進切換装置３に機械的に結合して
おり、リバース（Ｒ），ドライブ（Ｄ），スポーティド
ライブ（Ds）の各レンジを検出するシフト位置センサ26
を有する。更に、アクセルペダル27にはアクセル踏込み
状態を検出するアクセルスイッチ28を有し、スロットル
弁側にスロットル開度センサ29を有する。 そして上記スイッチおよびセンサの種々の信号は、電子
制御ユニット20に入力し、マイコン等を使用してソフト
的に処理される。そして電子制御ユニット20から出力す
るクラッチ制御信号が電磁粉式クラッチ２に、変速制御
信号およびライン圧制御信号が無段変速機４の油圧制御
回路17に入力して、各制御動作を行うようになってい
る。 第２図において、制御ユニット20の主にクラッチ制御系
について説明する。 先ず、センサ21,22,29のプライマリプーリ回転数Np,セ
カンダリプーリ回転数Nsおよびスロットル開度θの各信
号は、変速速度制御部30に入力し、変速速度制御部30に
おいて、プライマリプーリ回転数信号，セカンダリプー
リ回転数信号及びスロットル開度信号に基づいて目標変
速比isと実変速比ｉを設定し、これらの両変速比から例
えば、目標変速比isに実変速比ｉが追従するように、変
速速度di/dtを設定して、その変速速度di/dtに応じた制
御信号を出力する。また、センサ19のエンジン回転数N
e,センサ29によるスロットル開度θ，変速速度制御部30
で設定した実変速比ｉ（Ns/Np）の信号は、ライン圧制
御部31に入力してプーリの伝達トルクに応じた目標ライ
ン圧を設定して、その目標ライン圧に応じた制御信号を
出力する。そしてこれらの制御信号は、無段変速機４に
入力して、所定のライン圧に制御すると共に変速制御す
る。 クラッチ制御系においては、エンジン回転数Neとシフト
位置センサ26のR,D,Dsの走行レンジの信号が入力する逆
励磁モード判定部32を有し、例えばNe＜300rpmの場合、
またはシフト位置センサ26からのR,D,Dsの走行レンジの
信号がいずれもオフでパーキング（Ｐ），ニュートラル
（Ｎ）レンジであると判断できる場合に逆励磁モードと
判定し、出力判定部33により通常とは逆向きの微小電流
を流す。そして電磁粉式クラッチ２の残留磁気を除いて
完全に解放する。また、この逆励磁モード判定部32の判
定出力信号，アクセルスイッチ28の踏込み信号およびセ
カンダリプーリ回転数センサ22のセカンダリプーリ回転
数信号Nsに基づいて車速演算部38において演算された車
速信号Ｖが入力する通電モード判定部34を有し、発進等
の走行状態を判別し、この判別信号が、発進モード，ド
ラッグモードおよび直結モードの各電流設定部35,36,37
に入力する。 発進モード電流設定部35は、通常の発進またはエアコ
ン，チョーク使用の発進の場合において、エンジン回転
数Ne等との関係で発進特性を各別に設定する。そしてス
ロットル開度θ，車速V,R,D,Dsの各走行レンジにより発
進特性を補正して、クラッチ電流を設定する。ドラッグ
モード電流設定部36は、R,D,Dsの各レンジにおいて低車
速でアクセル開放の場合に微小のドラッグ電流を定め、
電磁粉式クラッチ２にドラッグトルクを生じてベルト，
駆動系のガタ詰めを行い、発進をスムーズに行う。また
このモードでは、Ｄレンジのクラッチ解放後の車両停止
直前までは零電流に定め、惰行性を確保する。直結モー
ド電流設定部37は、R,D,Dsの各レンジにおいて車速Ｖと
スロットル開度θの関係により直結電流を定め、電磁粉
式クラッチ２を完全係合し、かつ係合状態での節電を行
う。これらの電流設定部35,36,37の出力信号は、出力判
定部33に入力し、その指示に従ってクラッチ電流を定め
るのであり、各モードのマップは第３図のようになる。 上記クラッチ制御系において、第２図の故障診断・フェ
イルセーフ制御部50について車速信号系の故障診断とフ
ェイルセーフの実施例を、第４図において説明する。 先ず、故障診断・フェイルセーフ制御部50は、通電モー
ド判定部34の判定結果信号と、センサ19,22のエンジン
回転数Neと、セカンダリプーリ回転数信号Nsに基づいて
演算された車速Ｖとが入力する車速信号系異常検出部40
を有し、発進モードにおいて例えば1500rpmの所定のエ
ンジン回転数n1以上で所定時間車速信号Ｖが入力しない
場合に、車速信号系の異常と判定する。この異常信号
は、フェイルセーフ判定部41に入力して異常状態が所定
時間以上継続するとフェイルセーフ信号を出力するので
あり、この信号は、異常表示判定部42を介して警報表示
部43に入力して警報を表示する。 フェイルセーフ信号は、異常時発進電流補正部44に入力
し、アクセル踏込み量によって設定されるスロットル開
度θに応じて補正値ｆ（θ）を算出して発進モード電流
設定部35に出力する。そこで発進モードのクラッチ電流
Icは、エンジン回転数の関数のｆ（Ne）と補正値ｆ
（θ）によりIc＝ｆ（Ne）＋ｆ（θ）に定められる。 一方、フェイルセーフ信号は、異常時モード切換部45の
アクセル踏込みダミー信号出力部46に入力する。ここ
で、エンジン回転数判定部47において、エンジン回転数
Neが例えば1300rpmの所定のエンジン回転数n2以上の場
合は、アクセル踏込みのダミー信号を通電モード判定部
34に出力し、アクセル開放でも発進モードの状態に保つ
ようにし、エンジン回転数が低下してn2以下になると、
上記ダミー信号は生じなくなって、通電モード判定部34
により正規のドラッグモードに切換わるようにしてい
る。つまり、フェイルセーフ信号出力時には発進モード
とドラッグモードの切換えを、アクセルの踏込み状態に
代わり、エンジン回転数Neが設定したエンジン回転数n2
以上か否かにより行うようにしている。 次いで、このように構成された制御装置の作用を説明す
る。 先ず、車速信号系異常検出部40とフェイルセーフ判定部
41の作用を、第５図のフローチャートを参照して説明す
る。 所定時間t1の間に車速信号Ｖが入力すれば、正常と判断
してすべてのフラグをクリアする。車速信号Ｖが入力し
ない場合で発進モードであり、所定のエンジン回転数n1
以上ならば、異常と判断して異常フラグをセットする。 次いで、異常フラグセットの場合に、フェイルセーフを
行うかどうか判断するのであり、フェイルセーフフラグ
がクリアされている時、発進モード以外の時は、タイマ
にtFをセットする。発進モードの時は、タイマフラグを
判定してクリアされていればタイマフラグをセットした
後にタイマにtFをセットする。タイマは、割込みルーチ
ンに示されるように一定時間毎にデクリメントされ、零
になるまで減少する。そしてタイマが零になった時、即
ち異常フラグのセット後、発進モードが連続して所定の
時間tF以上続いた場合に、フェイルセーフフラグ，異常
表示フラグをセットする。 ここで、車速信号Ｖが入力すると、上記３種のフラグと
異常表示フラグがクリアされて、正常の動作を行う。 異常時は、異常表示フラグのセットにより警報表示部43
で警報を表示する。また、異常時発進電流補正部44でフ
ェイルセーフフラグのセットを判断し、スロットル開度
θに応じてクラッチ電流Icを補正する。そのため発進後
の定常走行でも、通電モード判定部34により車速零で発
進モードに保持されるが、この場合、クラッチ電流と共
にクラッチトルクは、低エンジン回転数領域で走行して
もアクセル踏込み量に応じて増加補正されて、クラッチ
係合状態を保つようになる。 フェイルセーフのセットは、異常時モード切換部45でも
判断され、所定のエンジン回転数n2以上の場合はアクセ
ルの踏込みのダミー信号が通電モード判定部34に入力
し、上述の発進モードに保つ。従ってアクセル開放で
も、クラッチ電流が流れてトルクを生じることで、エン
ジンブレーキが効くようになる。一方、エンジン回転数
が低下してn2以下になると、フローチャートに示すよう
に異常フラグ，タイマフラグおよびフェイルセーフフラ
グがクリアされ、このため上記ダミー信号も生じなくな
って、通電モード判定部34により正規のドラッグモード
に切換わり、この時点でクラッチを解放してドラッグト
ルクを生じる。従って、フェイルセーフセット時の発進
モードとドラッグモードの切換えは、アクセルの踏込み
状態に代わり、エンジン回転数が設定したエンジン回転
数n2以上か否かにより行れる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、これに限定
されるものではなく、例えば、車速信号系はスピードメ
ータ等に取付たセンサから出力パルスを取出し算出する
形式のものであってもよい。また、電磁クラッチ以外の
自動クラッチにも適用可能である。
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、 車速信号系の異常を、発進時において迅速，的確に診断
することができる。 車速信号系の異常時に発進後も発進モードで走行する場
合に、クラッチトルクをアクセル踏込みに応じ補正する
ようにフェイルセーフするので、走行条件で低エンジン
回転数領域で走行する際のクラッチの滑りが防止され、
クラッチの焼損を回避し得る。 また、上記発進モードは所定のエンジン回転数まで保持
するようにフェイルセーフするので、エンジンブレーキ
が有効に効いて安全性が確保される。同時に、アクセル
の踏込みの有無によりクラッチは係合，解放をしないの
で、走行性の悪化も防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の制御装置の実施例を示す全体の構成
図、第２図は電子制御系の全体のブロック図、第３図は
各モードのマップ図、第４図は要部のブロック図、第５
図は異常検出とフェイルセーフ判定の作用を説明するフ
ローチャート図である。 ２…電磁粉式クラッチ、20…電子制御ユニット、34…通
電モード判定部、35…発進モード電流設定部、40…車速
信号系異常検出部、41…フェイルセーフ判定部、43…警
報表示部、44…異常時発進電流補正部、45…異常時モー
ド切換部、50…故障診断・フェイルセーフ制御部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両の走行状態を表す各種信号を電子制御
    ユニットに入力して、車両用自動クラッチのクラッチト
    ルク制御を行う制御装置であって、アクセル解放時に低
    車速域で零又は微小なクラッチトルクでクラッチを解放
    するドラッグモードと、アクセル踏込み時に低車速域で
    エンジン回転数に応じてクラッチトルクを制御する発進
    モードと、アクセル解放又は踏込み時の高車速域で十分
    なクラッチトルクを与えクラツチを完全係合させる直結
    モードとを少なくとも設定でき、前記各制御モードの切
    換えをアクセルの踏込み状態信号と車速信号が入力され
    るモード判定部によって行う車両用自動クラッチの制御
    装置において、 エンジン回転数信号，車速信号及び前記モード判定部か
    らの判定結果信号が入力し、発進モードにおいて所定の
    エンジン回転数以上で所定時間車速信号が入力しない場
    合に車速信号系の異常を判定し異常信号を出力する車速
    信号系異常検出部と、 前記の異常信号の入力により、異常状態が所定以上継続
    する場合にフェイルセーフ信号を出力するフェイルセー
    フ判定部と、 前記フェイルセーフ信号の入力により、発進モードにお
    けるクラッチトルクをアクセル踏込み量に応じて増加補
    正する異常時発進電流補正部と、 前記フェイルセーフ信号の入力により、発進モードを保
    持する信号を前記モード判定部に出力する異常時モード
    切換部とを備えたことを特徴とする車両用自動クラッチ
    の制御装置。
  2. 【請求項２】前記異常時モード切換部は、エンジン回転
    数信号が入力するエンジン回転数判定部を有し、フェイ
    ルセーフ信号入力時で所定のエンジン回転数以上の場合
    にアクセル踏込みのダミー信号を出力する特許請求の範
    囲第１項記載の車両用自動クラッチの制御装置。
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