JPH0826901B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents

クラッチ制御装置

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JPH0826901B2
JPH0826901B2 JP62276680A JP27668087A JPH0826901B2 JP H0826901 B2 JPH0826901 B2 JP H0826901B2 JP 62276680 A JP62276680 A JP 62276680A JP 27668087 A JP27668087 A JP 27668087A JP H0826901 B2 JPH0826901 B2 JP H0826901B2
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clutch
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drive motor
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洋 吉村
彰宏 白田
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いすゞ自動車株式会社
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子制御方式による自動クラッチ制御装置
に関し、特に、電動機をクラッチの駆動源として用いた
電子制御方式による自動クラッチ制御装置に関する。

(従来の技術) クラッチは、エンジンと変速機との間にあって、エン
ジンの動力を駆動輪に対して断続する装置である。この
クラッチは、摩擦クラッチ、流体クラッチ、電気クラッ
チが実用化されているが、マニュアル・トランスミッシ
ョン車では、平行軸歯車式トランスミッションと摩擦ク
ラッチの一種である乾式短板クラッチが使用されている
のが普通である。

一方、電子装置を用いた車両の自動運転装置が開発さ
れているが、この種の自動運転装置は、通常、遊星歯車
式のトランスミッションと流体式クラッチを用いてい
る。その理由の一つは制御が比較的簡単なためである。
しかしながら、マニュアル・トランスミッション車とは
構造が異なるため、マニュアル・トランスミッション車
と部品を共通に出来ない欠点を有する。

ところが、最近、マニュアル・トランスミッション車
に使用する平行軸歯車式トランスミッションと乾式短板
クラッチを用い、これらを電子制御装置により制御され
る油圧式アクチエータにて駆動する車両の自動運転装置
が現れ、例えば、特開昭60−11722号公報に記載されて
いる。

マニュアル・トランスミッション車や上記の如き自動
運転装置に使用される乾式単板クラッチは、製造上のバ
ラツキや使用による摩耗その他の要因によって半クラッ
チ位置及び完接クラッチ位置が変動する。そして、上記
自動運転装置においては、半クラッチ位置及び完接クラ
ッチ位置は種々の操作における基準位置となるため、そ
れらの値は、学習されて常に更新されるのが望ましい。
このような学習方式についても、上記特開昭60−11722
号に提案されている。

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記公報記載されている半クラッチ位
置及び完接クラッチ位置の学習方法は、完接点及び継ぎ
始め点における学習であるが、それがすべてのサイクル
に対して行なわれるため、異常な値を学習してしまうと
共に、学習値自体を一回の学習で大幅に変更するため、
異常値による影響を大きく受けるという問題点があっ
た。

更に、このような従来のクラッチ制御装置において
は、クラッチ板の寸法上のばらつき(コニカル量)、摩
耗、または、ドリブンプレートの熱変形による摩擦係数
の変化等により、クラッチ位置を制御するための基準と
なる半クラッチ位置が変化するため、発進時のショック
とか、エンジンの吹き上りなどの不都合が発生してい
た。このような寸法のばらつき、摩耗量、熱変形量を測
定するためのセンサの設置も検討されているが、未だ量
産を前提とした形には集約されていないという問題点が
あった。

したがって、本発明の目的は、電子制御装置により制
御されるクラッチアクチュエータをもって車両のクラッ
チを駆動するクラッチ制御装置において、クラッチ制御
の基準点を明確にしてクラッチ制御が円滑になるような
クラッチ制御装置を提供することにある。

(問題点を解決するための手段) 上述の如き本発明の目的を達成するために、本発明
は、電子制御装置により制御されるクラッチアクチュエ
ータをもって車両のクラッチを駆動するクラッチ制御装
置において、電動機を駆動源とするクラッチアクチュエ
ータと、該電動機を駆動制御するスイッチング素子と、
スイッチング素子を流れる電流を測定する手段と、該測
定手段からの信号を基にして該スイッチング素子を流れ
る電流をクラッチ負荷特性に沿って制御する制御手段
と、該クラッチ負荷特性の変曲点を検知するとともに該
変曲点をクラッチ制御の基準点としてクラッチの位置制
御を実行する手段とを有することを特徴とするクラッチ
制御装置を提供する。

(作用) クラッチアクチュエータを駆動する電動機の負荷電流
を測定し、各クラッチ位置における電動機の負荷電流の
関係を示す特性図を作成してこれをクラッチ負荷特性に
代替させる。そして該負荷特性曲線における変曲点をク
ラッチ制御の基準点として用いる。

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第1図において、11はエンジン、12はフライホイー
ル、13はクラッチ、14は電動式クラッチアクチュエータ
で、詳細な構造は後に述べることとする。15はピストン
ロッド、16はレリーズレバー、17はエンジン回転センサ
である。19はインプットシャフト、20は変速機、21aは
変速機のアクチュエータ、21bはギヤ位置を検出するセ
ンサ、22はアウトプットシャフト、23は車速センサ、24
はドライバ操作用のセレクトレバー、25はセレクトレバ
ーの位置を検出するセレクトセンサ、26はアクセルペダ
ル、27はアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセ
ルペダルセンサ、31は電子制御装置であり、マイコン構
成になっている。即ち、該電子制御装置31は読取り専用
のメモリ(ROM)31aと、演算結果、入力データなどを記
憶する読み/書き可能なRAMメモリ31bと、入出力インタ
フェース31cと、プロセッサ31dを有している。(ROM)3
1aには(イ)クラッチ制御のための制御プログラムや
(ロ)クラッチ制御パターンなどが記憶されている。30
はインプットシャフト回転センサである。

前記電動式クラッチアクチュエータ14は、第1図に示
すように、駆動モータ28を有する。該駆動モータは直流
モータからなり、印加する電圧の極性を切替えることに
よって、回転方向を変えることができる。駆動モータ28
の一方端にはロータリーエンコーダ29が取り付けられて
いる。該ロータリーエンコーダ29は、たとえば、駆動モ
ータの回転軸に固定され、これと一体に回転するガラス
円板からなり、該ガラス円板にはグレーコードが印刷さ
れている。そして、発光素子と受光素子からなる光検知
装置が駆動モータ28の回転軸の回転により変化するグレ
ーコードを読み取り、この信号を電子制御装置31に送る
ことにより、駆動モータ28の回転軸の回転角度、回転速
度、回転方向を知ることができる。

駆動モータ28の他方端には、減速機構32が結合され、
この減速機構32により駆動モータ28の回転は減速され
る。減速された駆動モータ28の回転力はアクチュエータ
部に伝達される。アクチュエータ部33は、たとえばボー
ルねじ機構を用いて回転力を直線方向への駆動力に変換
される。

アクチュエータ部33にて変換された直線運動は、クラ
ッチ13のレリースレバー16を動作するロッド34に伝達さ
れ、このロッド34の左右の動きによりクラッチ14が動作
する。

第2図は駆動モータ28のを駆動する駆動回路を示す。
該駆動回路は、駆動モータ28の回転方向を切り替える切
換えスイッチSW、駆動トランジスタTr、駆動モータ28の
負荷電流を検出する抵抗R、整流回路Rec、アナログ−
デジタルコンバータA/Dよりなる。

駆動トランジスタTrのベースには、駆動モータ28の負
荷に応じてデューティが変化するパルスが印加される。
そして、駆動モータ28の負荷電流はアナログ−デジタル
コンバータA/Dによりデジタル値に変換されて、電子制
御装置31に送られる。

なお、この駆動回路は、後に詳細に述べるが、ロータ
リエンコーダ29が故障した時のバックアップ用として役
に立つ。

次に本発明の作用を説明する。

第3図は、クラッチ13のレリースレバー16を、クラッ
チ完全接合の位置から完全断の位置まで動作させ、更
に、該完全断の位置から完全接合の位置まで復帰せしめ
た時のレリースレバー16の位置すなわちクラッチ位置と
クラッチを動作させる負荷荷重との関係を示すものであ
る。第3図から明らかな如く、クラッチ完全接合状態に
おいて、該位置からクラッチを断方向に駆動しようとす
る時、クラッチ荷重は重く、その点からクラッチを断方
向に動作せしめると、クラッチ荷重は、或る傾きをもっ
て1次関数的に上昇して行くことが分る。そしてクラッ
チが完全接合状態の位置から半クラッチの状態に移ろう
とする時、クラッチ荷重特性線は、A点にて折れ曲が
り、傾斜が以前よりもなだらかとなる。そして、半クラ
ッチ位置Bを通過し、クラッチ断位置に入り、クラッチ
断の終点位置Cに至る。

クラッチ断の位置Cからクラッチを継ぎに行く時は、
点Cから点Dに至り、点E、点Fを経由して、点Gに戻
って、クラッチは完全接合の状態となる。

ところで、一般に直流モータに流れる電流は、該モー
タの負荷荷重に比例することは知られている。

本発明においては、第2図に示すように、クラッチを
駆動する駆動モータをトランジスタTrで制御する。この
ため、該トランジスタTrのベースに、周波数が等しく、
駆動モータの負荷に応じてデューティの異なるパルスを
印加し、駆動モータの駆動電流を制御する。すなわち、
クラッチの制御は、クラッチ本体の接又は断方向荷重力
を駆動モータの負荷電流にて判定させ、駆動モータ28を
電源に対して負荷抵抗となる様に接続して、駆動用のパ
ルスのデューティを荷重力に見合ったものとし、クラッ
チ接又は断時の駆動モータ28に印加する負荷電流を変化
させていく。

そして本発明において、通常の運転時には、駆動モー
タ28に接続されているロータリエンコーダ29からの信号
が電子制御装置31に入力されるように構成されている。
電子制御装置31には、駆動モータ28の回転数に対応する
クラッチ位置のテーブルが内部のROMに格納されてい
る。そして、駆動モータを所望数だけ回転させて、クラ
ッチ位置制御を実行する。

上述の如きクラッチ制御装置において、車両の振動な
どの原因により、ロータリエンコーダ29が故障しないと
も限らない。このような不測の事態が発生した時、第2
図に示すクラッチ制御回路は、デコーダ故障時のバック
アップシステムとして利用できる。

次に、該ロータリエンコーダ29故障時のバックアップ
システムについて説明する。

本発明者等の実験によれば、第3図に示すクラッチ位
置とクラッチを動作させる負荷荷重との関係を示す特性
線図において、クラッチを構成するドリブンプレートの
摩耗等が生じた時には、変曲点Aの位置が変化するが、
変曲点AからC点までの距離は変化しないこたが判明し
た。

このようなことから、ロータリエンコーダ29が故障し
ない正常なクラッチ動作時において、変曲点Aを学習し
て、電子制御装置31内のメモリに記憶させておくととも
に、変曲点Aからクラッチ完全断のクラッチ位置Cまで
のクラッチストロークをも電子制御装置31内のメモリに
記憶させておく。何等かの原因でロータリエンコーダ29
に障害が発生した場合には、電子制御装置31がこれを察
知し、ロータリエンコーダ29からの信号の入力を中止す
るとともに、アナログ−デジタルコンバータA/Dから出
力されるデジタル値を電子制御装置に取り込む動作に切
り替える。電子制御装置はアナログ−デジタルコンバー
タA/Dから出力されるデジタル値により駆動モータ28の
負荷電流を検知し、この値から第3図に示される特性線
図を用いてクラッチ位置を判定する。そしてクラッチを
断の位置から接の方向に駆動させている場合において、
クラッチが変曲点Aに到達した所で、点Bまでクラッチ
を動作させるパルス数NをトランジスタTrに印加して、
クラッチを完全断とする。クラッチ完全断の位置から完
全接の位置までの動作は、アナログ−デジタルコンバー
タA/Dから出力されるデジタル値により駆動モータ28の
負荷電流を検知し、第3図に示す特性線図に沿って負荷
電流値をパルスのデューティを変化させながら変化さ
せ、かつ点Cから変曲点Fまで移動させるに必要なパル
スを駆動モータ28に印加し、この負荷電流値が変曲点F
に到達した後、引き続き点Gまでクラッチを動作させ
る。

上記の制御を第4図のフロー図により説明すると、電
子制御装置31内のカウンタのカウント数をN=1とし
(ステップ1)、設定デューティパルスをモータに加え
る(ステップ2)。設定時間を経過したか否かを判定し
(ステップ3)、YESならばモータ28をホールドし、ク
ラッチを停止させる(ステップ4)。次にモータ2に流
れる電流を検出し(ステップ5)、N番目の電流データ
としてRAM31bに記憶する(ステップ6)。

カウント数N=1かを判別し(ステップ7)、N=1
ならばN番目とN−1番目の電流の差を求める(ステッ
プ8)。その差が設定値より小かを判別し(ステップ
9)、YESならば更にN番目の電流値が設定値以上かを
判別する(ステップ10)。YESならば設定デューディパ
ルスをモータ2に加え(ステップ11)、設定時間経過し
たかを確認し(ステップ12)、モータ28をホールドし、
クラッチを停止させる(ステップ13)。

次にクラッチ接制御の動作を説明すると、発進制御か
を確認し(ステップ14)、YESならば設定デューディパ
ルスをモータ2に加え(ステップ15)、設定時間経過し
たかを確認する(ステップ16)。前記ステップ14におい
てNOのときは設定デューティパルスをモータ28に加え
(ステップ17)、設定時間経過したかを確認する(ステ
ップ18)。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施態様
について説明したが、その好ましい実施態様の説明は、
構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲に記
載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変形、
あるいはそれらを組み合わせたものに変更することがで
きることは明らかである。

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、クラッチ制御
装置において、クラッチを電子制御するシステムはクラ
ッチアクチュエータに電動式アクチュエータを適用した
ことにより、駆動モータに一定のデューティパルスを加
えて、クラッチ断制御を行うことができ、また駆動モー
タに流れる電流を測定し電流変化を求めることによって
クラッチの完断点、半クラッチ位置、及びクラッチ作動
速度を適切に制御するクラッチ制御装置を提供できる。

従って本発明によれば、正確なクラッチ基準位置を学
習することにより、発進時のショックとか、エンジンの
吹き上りなどの不都合を防止し、常に安定で、安全な車
両の運行を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第1図は、本発明のクラッチ制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図は、クラッチアクチュエータ用駆動
モータの駆動回路図、第3図は、クラッチ負荷荷重特性
図、第4図は、クラッチ制御フロー図 14……クラッチアクチュエータ、17……エンジン回転セ
ンサ、23……車速センサ、28……駆動モータ、29……ロ
ータリーエンコーダ、30……インプットシャフト回転セ
ンサ、31……電子制御装置、32……クラッチストローク
センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子制御装置により制御されるクラッチア
    クチュエータをもって車両のクラッチを駆動するクラッ
    チ制御装置において、電動機を駆動源とするクラッチア
    クチュエータと、該電動機を駆動制御するスイッチング
    素子と、スイッチング素子を流れる電流を測定する手段
    と、該測定手段からの信号を基にして該スイッチング素
    子を流れる電流をクラッチ負荷特性に沿って制御する制
    御手段と、該クラッチ負荷特性の変曲点を検知するとと
    もに該変曲点をクラッチ制御の基準点としてクラッチの
    位置制御を実行する手段とを有することを特徴とするク
    ラッチ制御装置。
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