JPS5820812B2 - 制御パワ−クラツチ - Google Patents
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- JPS5820812B2 JPS5820812B2 JP52142890A JP14289077A JPS5820812B2 JP S5820812 B2 JPS5820812 B2 JP S5820812B2 JP 52142890 A JP52142890 A JP 52142890A JP 14289077 A JP14289077 A JP 14289077A JP S5820812 B2 JPS5820812 B2 JP S5820812B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般に自動車のクラッチに関するものであり、
更に詳しく言えば強力な大型高積載用車両(heavy
duty vehicle)に使用するための制御パ
ワークラッチに関するものである。
更に詳しく言えば強力な大型高積載用車両(heavy
duty vehicle)に使用するための制御パ
ワークラッチに関するものである。
大型高積載車両用の通常のクラッチ装置の操作は、特に
該車両に高荷重がかかつている場合に該車両を円滑に始
動させそして運行せしめるためには相当高い運転技術を
必要とする。
該車両に高荷重がかかつている場合に該車両を円滑に始
動させそして運行せしめるためには相当高い運転技術を
必要とする。
この専門技術は運転手が、クラッチを完全に解放された
状態即ち遮断状態から完全に接続された状態即ち保合状
態へと変動させるときに、クラッチを係合させる速さと
加速器の位置とを適当に連関させることを要求する。
状態即ち遮断状態から完全に接続された状態即ち保合状
態へと変動させるときに、クラッチを係合させる速さと
加速器の位置とを適当に連関させることを要求する。
もしエンジン速度が余りにも大きく且つクラッチが急激
に係合されるのであれば、車両全体が適当に前進運動を
行なう前にトラックはぎこちない運動を行なうこととな
る。
に係合されるのであれば、車両全体が適当に前進運動を
行なう前にトラックはぎこちない運動を行なうこととな
る。
一方もしエンジン速度が余りにも小さく従って車両を動
かすに十分なだけの動力を提供し得ないのであれば、エ
ンジンはクラッチが係合することにより停止することと
なる。
かすに十分なだけの動力を提供し得ないのであれば、エ
ンジンはクラッチが係合することにより停止することと
なる。
これら操作上の問題の他に、エンジン速度及びエンジン
加速量に関連してクラッチの保合操作を円滑に且つ適当
になし得ないということは駆動力伝動装置の種々の諸要
素に過剰の負荷要因を生ぜしめ、その結果これら諸要素
の寿命特性を短くする原因となる。
加速量に関連してクラッチの保合操作を円滑に且つ適当
になし得ないということは駆動力伝動装置の種々の諸要
素に過剰の負荷要因を生ぜしめ、その結果これら諸要素
の寿命特性を短くする原因となる。
又クラッチを余りにもゆっくりと係合させそしてスリッ
プさせれば他の悪い影響が生じる。
プさせれば他の悪い影響が生じる。
つまりクラッチに過剰の熱が生じ、クラッチ要素それ自
体に熱損傷を与えることとなる。
体に熱損傷を与えることとなる。
運転手に高度の技術を要求せず且つ動力伝達装置及びク
ラッチ構成要素の寿命を長くするために、自動的に制御
されるクラッチを作り出すべく種々の技術が使用されて
きた。
ラッチ構成要素の寿命を長くするために、自動的に制御
されるクラッチを作り出すべく種々の技術が使用されて
きた。
自動制御クラッチを使用すれば、上記諸問題が解決され
るばかりか、更に運転手に対する物理的要件はより簡単
となり、全運転操作は乗用車の自動変速機の運転操作に
極めて似たものとなる。
るばかりか、更に運転手に対する物理的要件はより簡単
となり、全運転操作は乗用車の自動変速機の運転操作に
極めて似たものとなる。
自動クラッチ装置の一つの試みとしては、強力な自動車
用クラッチとして適当であるとは認められないが、完全
な確実連結を行なわない方法がある。
用クラッチとして適当であるとは認められないが、完全
な確実連結を行なわない方法がある。
つまり、該装置においては駆動軸は被駆動軸に完全に機
械的に連結されることはなく、種々の連結程度が可能と
され、エンジン速度に従って連結程度を制御することに
よって、被駆動軸の速度と駆動軸との間に制御された関
係が達成される。
械的に連結されることはなく、種々の連結程度が可能と
され、エンジン速度に従って連結程度を制御することに
よって、被駆動軸の速度と駆動軸との間に制御された関
係が達成される。
しかしながら、通常電磁継手を使用する前記クラッチは
完全な且つ確実な連結といったものは生じないので、効
率が悪く、更に前記継手は通常完全に連結されていない
ことによる動力損失により著しく熱を発生せしめる。
完全な且つ確実な連結といったものは生じないので、効
率が悪く、更に前記継手は通常完全に連結されていない
ことによる動力損失により著しく熱を発生せしめる。
他の試みにおいては、完全に遮断状態から中間の制御さ
れた一連の状態を介して、確実な機械的連結がなされる
最終係合状態へと動かされるクラッチ制御装置が使用さ
れている。
れた一連の状態を介して、確実な機械的連結がなされる
最終係合状態へと動かされるクラッチ制御装置が使用さ
れている。
該装置は1939年1月17日こ発行された米国特許番
号第2144074号に記載されている。
号第2144074号に記載されている。
この装置においては、再係合開始後の第一段階において
、クラッチ部材は特定のエンジン速度が達成されるまで
ゆっくりと保合状態へと運動せられ、そしてこのエンジ
ン速度で第二段階が開始され、クラッチ係合は所定関係
にてエンジン速度に従って制御される。
、クラッチ部材は特定のエンジン速度が達成されるまで
ゆっくりと保合状態へと運動せられ、そしてこのエンジ
ン速度で第二段階が開始され、クラッチ係合は所定関係
にてエンジン速度に従って制御される。
最終段階においで、クラッチ係合は完了される。
しかしながら、この装置においてはスロットル位置とク
ラッチ保合量との間に、又はエンジンの加速度とりラッ
チ係合との間に確立された関係はない。
ラッチ保合量との間に、又はエンジンの加速度とりラッ
チ係合との間に確立された関係はない。
従ってエンジン速度とクラッチ係合との間の関係ハスロ
ットル位置に関係なく固定されたものである。
ットル位置に関係なく固定されたものである。
この技術には更に、クラッチ構成要素に対する過剰の熱
損傷を防止するために中間段階における熱消散を制御す
るための手段が設けられていない。
損傷を防止するために中間段階における熱消散を制御す
るための手段が設けられていない。
概括的に言えば、本発明においては強力な大型高積載用
車両に適した制御パワークラッチが設けられる。
車両に適した制御パワークラッチが設けられる。
本装置においては、クラッチの基本的な機械的構成要素
は通常のものであり且つ通常態様で配列されている。
は通常のものであり且つ通常態様で配列されている。
クラッチは駆動軸と被駆動軸との間に連結が生じていな
い遮断位置と、駆動軸と被駆動軸との間に直接機械的連
結を提供しクラッチ係合が確実に行なわれる完全に係合
された保合位置とを有する。
い遮断位置と、駆動軸と被駆動軸との間に直接機械的連
結を提供しクラッチ係合が確実に行なわれる完全に係合
された保合位置とを有する。
前記遮断位置と最終的係合位置との間のクラッチの保合
はエンジン速度、エンジン加速度、及びスロットル位置
を表わすために発現される一連の信号、並びに所定時間
にわたるクラッチ内の熱の増大を表わす値に応答して電
子的に制御される。
はエンジン速度、エンジン加速度、及びスロットル位置
を表わすために発現される一連の信号、並びに所定時間
にわたるクラッチ内の熱の増大を表わす値に応答して電
子的に制御される。
クラッチディスクはアクチュエータの手段によって保合
状態へと且つ遮断状態へと駆動される。
状態へと且つ遮断状態へと駆動される。
アクチュエータに対する制御信号は関数Eを、該関数が
次式で表わされる場合に最低値に維持するべく作用する
回路から供給される。
次式で表わされる場合に最低値に維持するべく作用する
回路から供給される。
ここで、N−エンジン速度
A−スロットル位置
に一重み付は係数(weighing factor)
E−誤差 もし誤差Eが正になるならば、アクチュエータはクラッ
チを係合するべく作用する。
E−誤差 もし誤差Eが正になるならば、アクチュエータはクラッ
チを係合するべく作用する。
もしEが負になればクラッチを遮断する。
この制御式はクラッチが係合されるときにのみ作用する
。
。
保合を外すためには、例えばスイッチによって供給され
る追加の制御信号が用いられるか、又はAの値が他の手
段によって小さくされるか又は零にされる。
る追加の制御信号が用いられるか、又はAの値が他の手
段によって小さくされるか又は零にされる。
例えは車両を停止状態から始動させる時のような制御さ
れた保合がなされるべきときは、以下の手順が生じる。
れた保合がなされるべきときは、以下の手順が生じる。
遮断信号が除去され、そしてAはスロットルを押下する
運転手の動作によって所望値に設定される。
運転手の動作によって所望値に設定される。
スロットルが押下されると、無負荷状態のエンジンの回
転数Nは増大するであろう。
転数Nは増大するであろう。
成る点において誤差Eは正となりアクチュエータは作動
しクラッチの係合動作を開始せしめる。
しクラッチの係合動作を開始せしめる。
このプロセスはエンジンの負荷が特定のスロットル設定
位置にてエンジンから得られるトルクに等しくなるまで
続く。
位置にてエンジンから得られるトルクに等しくなるまで
続く。
クラッチを介して後車輪に伝達されるトルクにより車両
は加速されるであろう。
は加速されるであろう。
車両の速度が増大するにつれて、被駆動クラッチ板の速
度は増大するであろう。
度は増大するであろう。
被駆動板の速度がエンジンの速度に等しくなると、増大
されたクラッチ係合はもはやエンジン速度を減少せしめ
ることはないであろう。
されたクラッチ係合はもはやエンジン速度を減少せしめ
ることはないであろう。
典型的には、エンジン速度は増大し続け、Eを増大させ
、クラッチを急速に完全係合状態へと1駆動せしめる。
、クラッチを急速に完全係合状態へと1駆動せしめる。
エンジン速度−トルク特性はスロットル開口の関数であ
るので、運転手は始動特性を制御することができる。
るので、運転手は始動特性を制御することができる。
通常は、運転手がスロットルを押下すればするほど、入
手し得るエンジントルクは増大する。
手し得るエンジントルクは増大する。
クラッチは車両の車輪にこの増大したトルクを分与する
ために係合するであろう。
ために係合するであろう。
運転手はスロットルを調整することによって完全な係合
を生せしめる速度より小さい成る車両速度で所望の車両
牽引力に丁度等しくなるべくエンジントルクを平衡させ
ることができる。
を生せしめる速度より小さい成る車両速度で所望の車両
牽引力に丁度等しくなるべくエンジントルクを平衡させ
ることができる。
これにより車両は低速度で走行可能となるか又は上り勾
配にて静止状態を保持しさえすることができる。
配にて静止状態を保持しさえすることができる。
スリップ状態下で作動するときは、相当量の熱がクラッ
チ内に放散される。
チ内に放散される。
クラッチ内にて放散されるクラッチ温度の直接又は間接
的測定又は動力の決定は値Aを更に変更するために使用
することができる。
的測定又は動力の決定は値Aを更に変更するために使用
することができる。
この追加の制御により、過剰の熱、により生じるクラッ
チに対する損傷は防止することができる。
チに対する損傷は防止することができる。
本発明のパワー制御クラッチは制御ファクタとして加速
度成分をも有しており、従来回転速度のみによって制御
されていたクラッチ制御装置に比較し、二つの重要な利
点を有する。
度成分をも有しており、従来回転速度のみによって制御
されていたクラッチ制御装置に比較し、二つの重要な利
点を有する。
その第一は急加速運転時に、従来のクラッチ制御装置に
通常見受けられるクラッチ係合作動の時間遅れを解決し
、迅速にクラッチ係合を行ない得ることである。
通常見受けられるクラッチ係合作動の時間遅れを解決し
、迅速にクラッチ係合を行ない得ることである。
第二は、急減速運転時にクラッチの係合を緩やかに行な
い、エンジン側から被1駆動側へと過大のトルクが衝撃
的に伝達され機械部品を破壊するのを防止し得ることで
ある。
い、エンジン側から被1駆動側へと過大のトルクが衝撃
的に伝達され機械部品を破壊するのを防止し得ることで
ある。
次に第1図を参照すると、強力自動車用トランスミッシ
ョン11はエンジン10のクランク軸ヲトランスミッシ
ョン11の被駆動軸に連結するための主クラッチ16を
具備する。
ョン11はエンジン10のクランク軸ヲトランスミッシ
ョン11の被駆動軸に連結するための主クラッチ16を
具備する。
エンジンは調整自在のスロットルレバー13の手段によ
って制御される。
って制御される。
ポテンショメータ15が前記スロットルレバー13の位
置を指示する出力信号を提供するクラッチ16の位置は
クラッチ制御レバー8の手段によって制御され、前記レ
バーの位置はDCモータ直線アクチュエータ12によっ
て制御されるこのようなアクチュエータは、例えば米国
のワーナ・ブレーキ・アンド・クラッチ・カムパニ(W
arner Brake & C1utch Comp
any)から入数することができる。
置を指示する出力信号を提供するクラッチ16の位置は
クラッチ制御レバー8の手段によって制御され、前記レ
バーの位置はDCモータ直線アクチュエータ12によっ
て制御されるこのようなアクチュエータは、例えば米国
のワーナ・ブレーキ・アンド・クラッチ・カムパニ(W
arner Brake & C1utch Comp
any)から入数することができる。
I)Cモータ及びアクチュエータ12の位置は電力増幅
器21からの出力電流によって制御され、前記電力増幅
器それ自体は論理増幅器20からの信号が供給される。
器21からの出力電流によって制御され、前記電力増幅
器それ自体は論理増幅器20からの信号が供給される。
論理増幅器20への入力は、エンジン10の駆動軸の回
転速度を検出しそしてこの速度を表わす信号をパルス整
形器18に提供する磁気速度ピックアップ17から誘導
される一対の信号を有する。
転速度を検出しそしてこの速度を表わす信号をパルス整
形器18に提供する磁気速度ピックアップ17から誘導
される一対の信号を有する。
前記パルス整形器からの出力は論理増幅器20の入力と
して直接に及び微分回路19を介して論理増幅器20へ
と入力として供給される。
して直接に及び微分回路19を介して論理増幅器20へ
と入力として供給される。
微分回路19によって処理された信号はエンジンクラン
クシャフトの加速度を表わす。
クシャフトの加速度を表わす。
又スロットルレバー13の調整自在の位置を表わすポテ
ンショメータ15から誘導された信号が論理増幅器20
に対する入力として供給される。
ンショメータ15から誘導された信号が論理増幅器20
に対する入力として供給される。
論理増幅器20の作動は典型的には足踏式の二位置スイ
ッチである制御スイッチ22の手段によって制御される
。
ッチである制御スイッチ22の手段によって制御される
。
クラッチは、正常なはね偏倚位置において、係合され、
一方押下された状態において係合が解除される。
一方押下された状態において係合が解除される。
前記論理増幅器20には追加の入力を供給してもよい。
例えば、クラッチ中にて許容限界を越えて熱が増大した
ことを表わす信号をこの増幅器に供給してもよい。
ことを表わす信号をこの増幅器に供給してもよい。
運転手が運転時にクラッチを遮断したいと思った場合に
は、彼は制御スイッチ22をその保合が外れる位置に作
動する。
は、彼は制御スイッチ22をその保合が外れる位置に作
動する。
このような情況下においてクラッチの機械的部分は、前
記直線アクチュエータ12が全速度で外方向に、作動さ
れるので、完全に係合が外される。
記直線アクチュエータ12が全速度で外方向に、作動さ
れるので、完全に係合が外される。
即ちクラッチの機械的諸要素の係合を解放する。
前記直線アクチュエータ12は、該アクチュエータがそ
の最も外側の位置か又は最も内側の位置のいずれかにあ
るときの出力限界信号を提供するリミットスイッチを具
備する。
の最も外側の位置か又は最も内側の位置のいずれかにあ
るときの出力限界信号を提供するリミットスイッチを具
備する。
前記限界信号は前記論理増幅器20に供給され、前記ア
クチュエータが完全に外側にあるさきには、この信号は
アクチュエータへの電力信号を遮断する。
クチュエータが完全に外側にあるさきには、この信号は
アクチュエータへの電力信号を遮断する。
クラッチを再係合するためには、運転手は制御スイッチ
22を正常なばね偏倚位置に戻しながら該スイッチ22
を解放する。
22を正常なばね偏倚位置に戻しながら該スイッチ22
を解放する。
同時に運転手は自動車を動かすためにスロットルを押下
する。
する。
この情況下で論理増幅器20は電力増幅器21に従って
アクチュエータ12に全電流を提供しアクチュエータを
駆動し機械的諸要素の再係合を開始せしめる。
アクチュエータ12に全電流を提供しアクチュエータを
駆動し機械的諸要素の再係合を開始せしめる。
これら諸要素の係合が始まるにつれ、論理的増幅器20
は出力信号を次の式に比例して電力増幅器21に発生せ
しめる。
は出力信号を次の式に比例して電力増幅器21に発生せ
しめる。
ここで、
N−エンジン速度
八−所望の係合特性を提供するために調整されたスロッ
トル位置信号で、例えばスロ ットルの全開において該信号はエンジン のピークトルク速度における速度信号N に等しくすることができ、又スロット“ルの閉鎖時にお
いて該信号はアイドル速度 値Nに等しくすることができる。
トル位置信号で、例えばスロ ットルの全開において該信号はエンジン のピークトルク速度における速度信号N に等しくすることができ、又スロット“ルの閉鎖時にお
いて該信号はアイドル速度 値Nに等しくすることができる。
K−エンジンのトルク出力に関するエンジン速度の変動
の慣性効果に対する適当な重 み付は係数を表わす定数 従って初期段階において、運転手は彼がゆっくりと始動
させるか又は急激に始動させるかによって決まる成る位
置に加速器(加速ペダル)を押す。
の慣性効果に対する適当な重 み付は係数を表わす定数 従って初期段階において、運転手は彼がゆっくりと始動
させるか又は急激に始動させるかによって決まる成る位
置に加速器(加速ペダル)を押す。
そしてクラッチが係合し始めるさ、エンジンはスロット
ル調整の対応値を超えた成る速度にまで加速され、従っ
てN−Aの値は正となる。
ル調整の対応値を超えた成る速度にまで加速され、従っ
てN−Aの値は正となる。
エンジンは加速されているので、N−A+K”3 の全
体ノt 値は正となり、従ってアクチュエータ12はクラッチを
継続して係合せしめる信号を受ける。
体ノt 値は正となり、従ってアクチュエータ12はクラッチを
継続して係合せしめる信号を受ける。
係合したクラッチのトルク負荷が、上記式が零になるよ
うな点までエンジンを減速させ始めると、電力増幅器2
1への信号は実質的に零になっているのでクラッチ諸要
素のそれ以上の係合はなくなるであろう。
うな点までエンジンを減速させ始めると、電力増幅器2
1への信号は実質的に零になっているのでクラッチ諸要
素のそれ以上の係合はなくなるであろう。
自動車がスロットル調整速度に等しい速度にまで加速さ
れると、エンジンは設定されたスロットル速度以上に加
速され始め、 の関係は再び正になり、増幅器21からアクチュエータ
12への信号を提供し、該アクチュエータをクラッチ諸
要素がより完全に係合する方向に駆動する。
れると、エンジンは設定されたスロットル速度以上に加
速され始め、 の関係は再び正になり、増幅器21からアクチュエータ
12への信号を提供し、該アクチュエータをクラッチ諸
要素がより完全に係合する方向に駆動する。
しかしながら、自動車は今やエンジン速度で走行してい
るので、クラッチのこれ以上の保合により追加のトルク
負荷が提供されるものでもなく、アクチュエータはクラ
ッチ諸要素が完全に係合するまで該諸要素を駆動し続け
る。
るので、クラッチのこれ以上の保合により追加のトルク
負荷が提供されるものでもなく、アクチュエータはクラ
ッチ諸要素が完全に係合するまで該諸要素を駆動し続け
る。
クラッチにおける熱発生を制限するためにクラッチが係
合し始める時から成る時間スロットル位置と駆動軸速度
の積分に比例した信号が提供される。
合し始める時から成る時間スロットル位置と駆動軸速度
の積分に比例した信号が提供される。
この積分値が所定値を超えると、クラッチの自動的な遮
断作動が始められ過剰の熱放散が防止される。
断作動が始められ過剰の熱放散が防止される。
このような状態は、クラッチが長時間にわたってスリッ
プ状態に維持されるようなエンジンの始動時に起り得る
であろう。
プ状態に維持されるようなエンジンの始動時に起り得る
であろう。
運転手にはこの状態の出力表示が与えられ、制御装置が
運転手に制御回路を無視せしめ、クラッチを手動で完全
に係合するか又は完全に遮断せしめるようにする。
運転手に制御回路を無視せしめ、クラッチを手動で完全
に係合するか又は完全に遮断せしめるようにする。
第2図には第4図に図示されるようなりラッチ装置の機
械的クラッチ構成要素を制御するための回路が図示され
ている。
械的クラッチ構成要素を制御するための回路が図示され
ている。
第4図はエンジンフライホイール101に取付けられた
典型的な二枚板式機械的クラッチの横断面を表わす。
典型的な二枚板式機械的クラッチの横断面を表わす。
フライホイール101の内側ラジアスの突出部101a
はクラッチ加圧板104と中間板100の中に設けた対
応のスロットに係合し、これら要素をエンジン速度で回
転せしめる。
はクラッチ加圧板104と中間板100の中に設けた対
応のスロットに係合し、これら要素をエンジン速度で回
転せしめる。
しかしながら、これらは軸方向には自由に動き得る。
クラッチ被駆動ディスク102はトランスミッション入
力軸103にスプライン結合される。
力軸103にスプライン結合される。
クラッチトルクはレバー97を介して作動する係合ばね
99によって提供され、成る圧力を加圧板104に付与
する。
99によって提供され、成る圧力を加圧板104に付与
する。
この圧力は加圧板104とエンジンフライホイール10
1との間の被駆動ディスク102と中間板100とを押
し付ける。
1との間の被駆動ディスク102と中間板100とを押
し付ける。
クラッチトルクの大きさはこの圧力に比例する。
加圧板104にはね99によって提供される力はスロー
アウトベアリング組立体98の軸方向位置によって制御
することができる。
アウトベアリング組立体98の軸方向位置によって制御
することができる。
スローアウトベアリング組立体98は横軸及びクラッチ
制御レバー8によって軸方向に動かすことができる。
制御レバー8によって軸方向に動かすことができる。
前記横軸はクラッチ制御レバー8の運動によりスローア
ウトベアリング組立体98の軸方向運動を生せしめるよ
うにクラッチハウジング(図示せず)中に取付けられる
。
ウトベアリング組立体98の軸方向運動を生せしめるよ
うにクラッチハウジング(図示せず)中に取付けられる
。
この態様においで、制御レバー8の運動は加圧板104
への力を従って利用し得るクラッチトルクを変動させる
ことができる。
への力を従って利用し得るクラッチトルクを変動させる
ことができる。
クラッチハウジング(図示せず)に取付けられた磁気ピ
ックアップ17がエンジンフライホイール101の外側
ラジアスに配設された歯車の各歯の通過を検出する。
ックアップ17がエンジンフライホイール101の外側
ラジアスに配設された歯車の各歯の通過を検出する。
それによってピックアップ17によって提供される信号
の周波数はエンジン速度に比例する。
の周波数はエンジン速度に比例する。
第2図において、ピックアップ17からの信号は整形器
21′に提供される。
21′に提供される。
該整形器は検知器出力の零交差点から一連の矩形パルス
を作り出し、これら整形されたパルスをパルス発生器2
2′に提供する。
を作り出し、これら整形されたパルスをパルス発生器2
2′に提供する。
該パルス発生器22′は整形器21′から作り出された
各パルス毎に一定の幅と一定の高さを持った一連のパル
スを作り出す。
各パルス毎に一定の幅と一定の高さを持った一連のパル
スを作り出す。
パルス発生器22′からの出力パルスはフィルタ23′
に提供され、該フィルタ23′は従って増幅器26への
入力時に信号を提供するDC成分のみを通過させる。
に提供され、該フィルタ23′は従って増幅器26への
入力時に信号を提供するDC成分のみを通過させる。
前記信号はエンジンの回転速度に比例した電圧レベルを
有する。
有する。
次で増幅器26からの出力は−Nに比例し、該出力は一
人力信号として増幅器31の加算入力接合部に抵抗器3
2を介して提供される。
人力信号として増幅器31の加算入力接合部に抵抗器3
2を介して提供される。
この増幅器31の加算接合部への第二の入力は正の電圧
源+■と接地との間にて固定抵抗器29及び30と直列
にされたポテンショメータ27から抵抗器33を介して
提供される。
源+■と接地との間にて固定抵抗器29及び30と直列
にされたポテンショメータ27から抵抗器33を介して
提供される。
ポテンショメータ27のアーム27aの位置はスロット
ル調整手段に機械的に連結されており、従ってアーム2
7aの電気的信号は該スロットルの調整の際の変動と共
に変動する。
ル調整手段に機械的に連結されており、従ってアーム2
7aの電気的信号は該スロットルの調整の際の変動と共
に変動する。
従って増幅器31は信号−Nと+Aを加算し従って増幅
器31の出力においては、信号はN−Aに比例する。
器31の出力においては、信号はN−Aに比例する。
増幅器26からの信号−Nは又ポテンショメータ49を
横切って提供され、このポテンショメータからの調整自
在のアーム49aはトランジスタ48のベースに直接連
結される。
横切って提供され、このポテンショメータからの調整自
在のアーム49aはトランジスタ48のベースに直接連
結される。
該トランジスタ48はそのコレクタを正電圧源+■に連
結し、そのエミッタは抵抗器52を介して接地される。
結し、そのエミッタは抵抗器52を介して接地される。
トランジスタ48はエミッタフォロワとして連結され、
そして該エミッタはキャパシタCを介して増幅器45の
入力に連結される。
そして該エミッタはキャパシタCを介して増幅器45の
入力に連結される。
増幅器45は帰還抵抗器Rを有し、従って連結されると
、該増幅器は、例えば増幅器45からの出力カブ (ここで Kはポテンショメータ49のポテンショメータアーム4
9aの調整によって調整することのできる加重係数であ
る。
、該増幅器は、例えば増幅器45からの出力カブ (ここで Kはポテンショメータ49のポテンショメータアーム4
9aの調整によって調整することのできる加重係数であ
る。
)であるような微分器として作動する。
増幅器45からのこの出方は抵抗器
40を介して増幅器41の加算接合部に連結され、増幅
器31からの出力N−Aも又抵抗器38を介してこの同
じ加算接合部に連結される。
器31からの出力N−Aも又抵抗器38を介してこの同
じ加算接合部に連結される。
従って増幅器41からの出力は
に比
例した信号きなり、又この信号は電力増幅段階42への
作動信号として供給され、又該電力増幅段階は直線アク
チュエータ12を制御する。
作動信号として供給され、又該電力増幅段階は直線アク
チュエータ12を制御する。
第3図には、出力段階及び関連した前記直線アクチュエ
ータ12の作動用スイッチ回路が図示されている。
ータ12の作動用スイッチ回路が図示されている。
運転手はスイッチ61を作動し、クラッチの係合及び遮
断を行なう。
断を行なう。
スイッチのアームの保合から解放するためには常開スイ
ッチ接点62を介し、抵抗器64を介し、正電圧供給源
に連結される。
ッチ接点62を介し、抵抗器64を介し、正電圧供給源
に連結される。
スイッチ61を係合させることは常閉状態にあることで
あり、スイッチのアームはスイッチの接点63を介して
増幅器41の出力に連結される。
あり、スイッチのアームはスイッチの接点63を介して
増幅器41の出力に連結される。
電力増幅器76の入力端子85は抵抗器83を介してス
イッチ69のアームに連結される。
イッチ69のアームに連結される。
又ダイオード66及び68の夫々カソード及びアノード
も入力端子85に連結される。
も入力端子85に連結される。
ダイオード66のアノードはスイッチ69を介して接地
される。
される。
同様にダイオード68のカソードもスイッチ70を介し
て接地される。
て接地される。
電力増幅器76の出力はアクチュエータモータ88の一
端子に連結される。
端子に連結される。
モータ88の他の端子は接地される。
増幅器76への正及び負の電圧が電池80及び81によ
って供給される。
って供給される。
スイッチ69及び70はリミットスイッチであり、スイ
ッチ69はアクチュエータ12が機械的クラッチ構成要
素を完全に係合から解放したときに閉鎖され、スイッチ
70はこれら同じクラッチ構成要素が完全に係合された
ときに閉鎖される。
ッチ69はアクチュエータ12が機械的クラッチ構成要
素を完全に係合から解放したときに閉鎖され、スイッチ
70はこれら同じクラッチ構成要素が完全に係合された
ときに閉鎖される。
運転手がクラッチを遮断するべくスイッチ61を操作す
ると、正電圧が抵抗器64を介して接合部65に供給さ
れる。
ると、正電圧が抵抗器64を介して接合部65に供給さ
れる。
もしクラッチが完全に遮断されていない場合には、スイ
ッチ69は開き、接合部85を正にするであろう。
ッチ69は開き、接合部85を正にするであろう。
増幅器76の出力は正となりモータ88を作動させ該モ
ータを遮断の方へと駆動せしめる。
ータを遮断の方へと駆動せしめる。
完全に遮断された状態になるさ、スイッチ69は閉じ接
合部85をダイオード66を介して接地せしめ、それに
よってアクチュエータモータ88への1駆動電圧を除去
する。
合部85をダイオード66を介して接地せしめ、それに
よってアクチュエータモータ88への1駆動電圧を除去
する。
クラッチが係合されるときは、運転手はスイッチ61を
その常閉位置に戻し、増幅器41の出力を接合部65に
連結する。
その常閉位置に戻し、増幅器41の出力を接合部65に
連結する。
クラッチは今や増幅器41の信号に応答して停台状態へ
と駆動することができる。
と駆動することができる。
完全に係合されると、スイッチ70は閉じ更に1駆動モ
ータが係合方向に作動するのを阻止する。
ータが係合方向に作動するのを阻止する。
本発明に係る制御装置を備えた他の実施態様が第5a図
及び第5b図に図示される。
及び第5b図に図示される。
エンジンフライホイール101はクラッチ被駆動ディス
ク102の手段によってトランスミッション入力軸10
3へと連結される。
ク102の手段によってトランスミッション入力軸10
3へと連結される。
軸方向力によって制御される係合トルクは流体アクチュ
エータ105の手段によって加圧板104によって付与
される。
エータ105の手段によって加圧板104によって付与
される。
第5a図において流体アクチュエータの力は該流体アク
チュエータがクラッチ要素と一緒に回転しないようにベ
アリング106を介して伝達される。
チュエータがクラッチ要素と一緒に回転しないようにベ
アリング106を介して伝達される。
第5b図においては、流体アクチュエータの力は該流体
アクチュエータがクラッチ要素と一緒に回転しそして作
動流体が回転シール部材の手段によって流体アクチュエ
ータに搬送されるようにベアリングの手段なしで加圧板
104へと伝達される。
アクチュエータがクラッチ要素と一緒に回転しそして作
動流体が回転シール部材の手段によって流体アクチュエ
ータに搬送されるようにベアリングの手段なしで加圧板
104へと伝達される。
他の点においては第5a図及び第5b図に図示される実
施態様は機能的には同じである。
施態様は機能的には同じである。
流体アクチュエータにおける作動流体の制御は制御装置
108の手段によってである。
108の手段によってである。
作動流体が制御装置108の手段によって流体アクチュ
エータに流入されると、クラッチ被、駆動ディスク10
2はフライホイール101と係合される。
エータに流入されると、クラッチ被、駆動ディスク10
2はフライホイール101と係合される。
流体アクチュエータ105と制御装置108の組合せは
第1図に図示されるアクチュエータと同じ態様で機能す
るであろう。
第1図に図示されるアクチュエータと同じ態様で機能す
るであろう。
第5a図及び第5b図の作動流体は適当な油圧ポンプに
連結された圧媒液とすることができる。
連結された圧媒液とすることができる。
又は別法として、該作動流体は車両の空気ブレーキから
供給される圧縮空気とすることもできる。
供給される圧縮空気とすることもできる。
この実施態様において制御装置108は例えば米国のモ
ーグ社(Moog Inc、、 )によって製造される
電動油圧(electro−hydraul ic)サ
ーボ弁とすることができる。
ーグ社(Moog Inc、、 )によって製造される
電動油圧(electro−hydraul ic)サ
ーボ弁とすることができる。
この種の弁を使用すれば、第5図の制御容積105はオ
リフィスを介して高圧流体供給源と流体戻し管路又は排
出管路に連結される。
リフィスを介して高圧流体供給源と流体戻し管路又は排
出管路に連結される。
有効オリフィス寸法は弁制御巻線への電気信号によって
変えることができる。
変えることができる。
構造は供給オリフィスを開口する制御信号が同時に戻し
オリフィス又は排出オリフィスを制御するようなもので
あり、又その逆であってもよい。
オリフィス又は排出オリフィスを制御するようなもので
あり、又その逆であってもよい。
この特徴によって制御容積の流体流量及び/又は流体圧
力は制御巻線に付与される電気信号に応答して連続的に
変えることができる。
力は制御巻線に付与される電気信号に応答して連続的に
変えることができる。
本実施態様のための基本的制御装置は電動駆動段階が簡
略化され得る以外は前記のものと同じである。
略化され得る以外は前記のものと同じである。
適当な1駆動段階が第6図に図示される。弁制御巻線1
08aはスイッチ61のアーム65に連結される。
08aはスイッチ61のアーム65に連結される。
このスイッチの一方の接点62は抵抗器64を介して正
電圧供給源に連結される。
電圧供給源に連結される。
他の接点63は増幅器41の出力に連結される。
スイッチの作動は前記したものと同じである。
第5a図及び第5b図には圧力変換器109が表わされ
ている。
ている。
この変換器は電気的出力電圧を提供し、該出力電圧の大
きさは該変換器が連結された容積の流体圧力に比例する
。
きさは該変換器が連結された容積の流体圧力に比例する
。
第5a図及び第5b図に図示されるタイプのクラッチに
おいては、1駆動板と被駆動板との間に相対回転が存在
してはいるが、クラッチを介して伝達されるトルクはこ
れら板に作用する圧力に大略比例する。
おいては、1駆動板と被駆動板との間に相対回転が存在
してはいるが、クラッチを介して伝達されるトルクはこ
れら板に作用する圧力に大略比例する。
第5a図及び第5b図に図示される構造において、この
圧力は又圧力変換器109が取付けられた流体アクチュ
エータの圧力に比例する。
圧力は又圧力変換器109が取付けられた流体アクチュ
エータの圧力に比例する。
従って変換器からの出力は大略トルクに比例する。
周知の電気設計技術を使用すると、この変換器の出力は
合成信号を生じる駆動及び被駆動クラッチ板の間の速度
の差に等しい他の信号によって増大され得る。
合成信号を生じる駆動及び被駆動クラッチ板の間の速度
の差に等しい他の信号によって増大され得る。
この合成信号はクラッチ要素にて放散される動力に比例
する。
する。
この信号を適当に平均することによりクラッチ要素の温
度上昇の指示が提供され従ってスリップ態様でのクラッ
チの過作動からこれら要素を保護するために使用される
。
度上昇の指示が提供され従ってスリップ態様でのクラッ
チの過作動からこれら要素を保護するために使用される
。
第1図は本発明の原理に従って構成された制御クラッチ
のブロックダイヤグラム図である。 第2図は本発明の原理に従って構成された制御クラッチ
に使用し得る制御回路と論理回路を一部ブロックダイヤ
グラム図とされた概略図である。 第3図は第2図の制御回路と結合して使用される電力増
幅段階及びスイッチング回路の概略図である。 第4図は本発明の原理に従って構成された制御パワーク
ラッチに使用するのに適したクラッチの機械的構成要素
の断面図である。 第5a図及び第5b図は本発明の他の実施態様の断面図
である。 第6図は本発明の実施に有効に使用することのできる1
駆動段階である。 10・・・・・・エンジン、11・・・・・・トランス
ミッション、12・・・・・・DCモータ直線アクチュ
エータ、13・・・・・・スロットルレバー、17・・
・・・・磁気速度ピックアップ、18・・・・・・パル
ス整形器、19・・・・・・微分回路、20・・・・・
・論理回路、21・・・・・・電力増幅器、22・・・
・・・制御スイッチ、98・・・・・・スローアウトベ
アリング組立体、101・・・・・・フライホイール、
102・・・・・・被駆動ディスク、103・・・・・
・トランスミッション入力軸、104・・・・・・クラ
ッチ加圧板、105・・・・・・流体アクチュエータ。
のブロックダイヤグラム図である。 第2図は本発明の原理に従って構成された制御クラッチ
に使用し得る制御回路と論理回路を一部ブロックダイヤ
グラム図とされた概略図である。 第3図は第2図の制御回路と結合して使用される電力増
幅段階及びスイッチング回路の概略図である。 第4図は本発明の原理に従って構成された制御パワーク
ラッチに使用するのに適したクラッチの機械的構成要素
の断面図である。 第5a図及び第5b図は本発明の他の実施態様の断面図
である。 第6図は本発明の実施に有効に使用することのできる1
駆動段階である。 10・・・・・・エンジン、11・・・・・・トランス
ミッション、12・・・・・・DCモータ直線アクチュ
エータ、13・・・・・・スロットルレバー、17・・
・・・・磁気速度ピックアップ、18・・・・・・パル
ス整形器、19・・・・・・微分回路、20・・・・・
・論理回路、21・・・・・・電力増幅器、22・・・
・・・制御スイッチ、98・・・・・・スローアウトベ
アリング組立体、101・・・・・・フライホイール、
102・・・・・・被駆動ディスク、103・・・・・
・トランスミッション入力軸、104・・・・・・クラ
ッチ加圧板、105・・・・・・流体アクチュエータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 調整自在のスロットルを持ったエンジンのクランク
軸に被駆動軸を連結するためのパワー制御クラッチであ
って:第一及び第二の係合自在のクラッチ要素と、前記
係合自在のクラッチ要素の係合量を制御するための制御
手段とを具備しており、前記第一クラッチ要素は前記ク
ランク軸に連結されそして前記第二クラッチ要素は前記
被1駆動軸に連結されており、前記制御手段は、前記第
−及び第二クラッチ要素が完全に遮断されている第一の
状態と、前記第−及び第二クラッチ要素が完全に係合し
前記クランク軸と前記被駆動軸との間に確実な機械的連
結を提供する第二の状態と、前記第一の状態から前記第
二状態への過渡時に起る、前記第−及び第二の保合自在
のクラッチ要素が一部係合された第三の状態とを有して
おり、又前記制御手段は前記第三の状態時に、以下の如
くに表わされる関数Eが零となるように前記第−及び第
二のクラッチ要素を係合させるべく作動することを特徴
とするパワー制御クラッチ。 ここで、 E=N−A十にぴ 旧 Aはスロットル位置に関連した所定の量 Nはエンジン速度 dQまクランク軸の加速度 旧 には調整自在の重み付は係数 である。 2、特許請求の範囲第1項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記制御手段は、前記クランク軸の回転速度と
回転速度の変化とを検出しそして前記被駆動軸の回転速
度に比例した第一出力信号と、前記クランク軸の加速度
に比例した第二の出力信号とを提供するための第一検出
要素を具備しており、又前記制御手段は前記スロット口
の調整の変動によって変動する出力信号を提供するため
の手段を具備しているパワー制御クラッチ。 3 特許請求の範囲第1項記載のパワー制御クラッチに
おいて、関数の積分値f(A、N)が前記クラッチ内の
過剰熱吸収に対応する所定の値を超えた時にはいつでも
前記第−又は前記第二状態のいずれかから前記制御手段
を変動させるための手段を更に具備して成るパワー制御
クラッチ。 4 特許請求の範囲第1項記載のパワー制御クラッチに
おいて、Aはスロットル位置の変動によつて変動するパ
ワー制御クラッチ。 5 調整自在のスロットルを持ったエンジンのクランク
軸に被駆動軸を連結するためのパワー制御クラッチであ
って:第一及び第二の係合自在のクラッチ要素と、前記
係合自在のクラッチ要素の保合量を制御するための制御
手段とを具備しており、前記第一クラッチ要素は前記ク
ランク軸に連結されそして前記第二クラッチ要素は前記
被駆動軸に連結されており、前記制御手段は、前記第−
及び第二クラッチ要素が完全に遮断されている第一の状
態と、前記第−及び第二クラッチ要素が完全に係合し前
記クランク軸と前記被駆動軸との間に確実な機械的連結
を提供する第二の状態と、前記第一の状態から前記第二
状態への過渡時に起る、前記第−及び第二の保合自在の
クラッチ要素が一部係合された第三の状態とを有してお
り、又前記制御手段は前記第三の状態時に、以下の如く
に表わされる関数Eが零となるように前記第−及び第二
のクラッチ要素を係合させるべく作動させ、更に前記制
御手段は前記第−及び第二クラッチ要素が前記クラッチ
内の所定の熱放散量を超えるに十分な曲間の間部分的係
合状態にあるときにはいっでも前記第二状態から前記第
三状態へと変動するための手段を具備しているパワー制
御クラッチ。 ここで、 Aはスロットル位置に関連した所定の量 Nはエンジン速度 には調整自在の重み付は係数 である。 6 調整自在のスロットルを持ったエンジンのクランク
軸に被駆動を連結するためのパワー制御クラッチであっ
て:第一及び第二の係合自在のクラッチ要素と、前記係
合自在のクラッチ要素の係合量を制御するための制御手
段とを具備しており、前記第一クラッチ要素は前記クラ
ンク軸に連結されそして前記第二クラッチ要素は前記被
駆動軸に連結されており、前記制御手段は、前記第−及
び第二クラッチ要素が完全に遮断されている第一の状態
と、前記第−及び第二クラッチ要素が完全に係合し前記
クランク軸と前記被駆動軸との間に確実な機械的連結を
提供する第二の状態と、前記第一の状態から前記第二状
態への過渡時に起る、前記第−及び第二の係合自在のク
ラッチ要素が一部係合された第三の状態とを有しており
、又前記制御手段は前記第三の状態時に、以下の如くに
表わされる関数Eが零となるように前記第−及び第二の
クラッチ要素を係合させるべく作動され、又前記制御手
段は更に前記クラッチを遮断するための第1位置と、前
記クラッチを再係合させるための第2位置とを有した制
御スイッチを有し、それによって前記制御手段は前記第
1位置に設定された前記制御スイッチに応答して前記第
−及び第二クラッチ要素を完全に遮断するべく作動し、
又前記制御手段は前記第1位置から前記第2位置に変動
された前記制御スイッチに応答して作動し、前記スロッ
トルの調整位置及び前記駆動軸の加速度に対し予め決め
られた関係の回転速度に前記駆動軸を維持するに十分な
だけ前記各クラッチ要素を部分的に係合させ、その後前
記クランク軸と前記被駆動軸との間に確実な機械的連結
を提供するべく前記第−及び第二クラッチ要素を完全に
係合させるように作動することを特徴とするパワー制御
クラッチ。 ここで、 Aはスロットル位置に関連した所定の量 Nはエンジン速度 には調整自在の重み付は係数 である。 7 特許請求の範囲第6項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記第−及び第二クラッチ要素は電動機によっ
て作動される直線アクチュエータによって保合状態へと
駆動され、そして前記制御手段は前記電動機に作動電流
を提供するための電気回路を具備しているパワー制御ク
ラッチ。 8 特許請求の範囲第6項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記制御回路は前記クランク軸の回転速度及び
前記スロットル位置が前記クラッチ内の過剰熱吸収を生
せしめるに十分な所定時間を超えた値を有した状態に応
答する手段を具備し、前記第−及び第二クラッチ要素を
部分係合状態から完全遮断状態へと変えるようにしたパ
ワー制御クラッチ。 9 特許請求の範囲第7項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記制御手段は運転手が部分的に係合された状
態から完全に係合された状態か又は完全に遮断された状
態へと前記第−及び第二の保合自在のクラッチ要素の保
合状態を変え得るための運転手による作動手段を更に具
備しているパワー制御クラッチ。 10特許請求の範囲第8項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記制御回路は前記第−及び第二クラッチ要素
が前記クラッチ内の過剰の熱吸収を生せしめる状態下で
部分的に係合しているときはいっでも前記運転手に出力
信号を提供するようにしたパワー制御クラッチ。 11 特許請求の範囲第8項記載のパワー制御クラッチ
において、前記スロットルの調整位置を示す第一の出力
信号と、前記駆動軸の回転速度を示す第二の出力信号と
、前記駆動軸の加速度を示す第三の出力信号とを提供す
るための検出手段を更に具備して成るパワー制御クラッ
チ。 12特許請求の範囲第8項記載のパワー制御クラッチに
おいて、前記制御回路は更に前記熱吸収により遮断され
た前記第−及び第二クラッチ要素が該第−及び第二クラ
ッチ要素の再係合をなすべく熱を十分に放散したときは
いっでも前記運転手に出力信号を提供するようにしたパ
ワー制御クラッチ。
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