JPS582856B2 - デンシシキジドウクラツチセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の内燃機関の動力を駆動輪に伝えるクラッ
チに係り、特にクラッチ操作を空気等の流体圧力と電子
制御回路を併用して作動させるようにした、電子式自動
クラッチ制御装置に関する。

一般的な自動クラッチとしては発進クラッチとしてトル
クコンバーターや遠心クラッチ、磁粉式クラッチ等を使
用し変速クラッチとして普通型クラッチを組合せ使用す
る方法がとられている。

しかしトルクコンバータはカップリングレンヂのすべり
による燃費の低下及び加減速フィーリングの点で又、遠
心クラッチや磁粉クラッチはクラッチ自体の装置が複雑
高価になり、かつクラッチエンゲージのフィーリングの
点で、夫々摩擦クラッチに比して劣る場合がある。

これ等の欠点を解決するために普通型クラッチを制御技
術で自動化し発進及び変速操作を１つのクラッチで行う
という試みが多数行なわれたが、実用化が難かしかった
。

この原因は発進時の負荷又は使用条件に適したクラッチ
コントロールに難があったためである。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、流体圧力
で作動するアクチュエータの移動速度の制御を機関の絞
り弁開度、エンジン回転数、車速、ギヤポジション、シ
フトレバースイッチ、フライホイール温度、ブレーキス
イッチ、エンジン水温、道路勾配、クーラースイッチの
入力等の車両内外状態を表わす特性値の入力電子信号を
電子制御回路に導きこの電子制御回路の出力信号により
必要に応じて流体圧力を制御する複数オリフイス径切換
ソレノイドバルブを作動させてクラッチ操作用アクチュ
エータの移動速度を自動的に円滑なる発進、変速操作を
行なわせるもので発進時は機関の絞り弁開度に対応して
適正なる半クラッチ状態を形成することができかつ設定
エンジン回転数に達することによっても半クラッチコン
トロールを行い、さらにフライホイールの温度を検出し
設定温度以下及び以上においてはクラッチ圧力を補正す
るとともにエンジン水温が低い時や登板路及びクーラス
イッチが入っている時の発進時にも適正な発進を行う様
に制御し変速操作は車速と機関の絞り弁開度及びギヤ位
置により適正なるクラッチコントロールを行い、またギ
ヤポジションがニュートラル以外のままで停車してもエ
ンジン停止を起すこともなくかつ車両停止時にギヤポジ
ションがＮ位置にある時にはクラッチをオンしてクラッ
チしレリーズベアリングの負荷を解除しレリーズベアリ
ングの耐久性を向上させた電子式自動クラッチ制御装置
を提供するものである。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図において、１はエンジン、２はクラッチ本体、３
は変速ギアである。

４は変速ギア３のギア位置を検出するスイッチで、この
スイッチ４の信号は制御回路５に供給される。

６はシフトレバーで、このシフトレバー６は変速方向に
移動させると作動するスイッチが内蔵され、この作動信
号も前記制御回路５に供給される。

７は車速センサーで、この車速センサー７の出力信号も
制御回路５に入力される。

８はエンジン回転数検出スイッチで、このスイッチ８は
例えばエンジン回転数が１６００ｒｐｎあるいは２４０
０ｒｐｍ以上になったとき信号を制御回路５に供給する
。

９はスロットル開度センサーで、このスロットル開度セ
ンサー９で所定のスロットル開度を検出し、この検出信
号が制御回路５に供給される。

上記の他、アイドリング検出スイッチ１０、ブレーキ作
動検出スイッチ１１、フライホイール温度検出信号スイ
ッチ１２、登坂センサ１３、エンジン水温検出器３０、
クーラースイッチ３２の各信号が制御回路５に供給され
る。

前記制御回路５は前記各種入力信号の情報によりソレノ
イド１４を制御しソレノイド１４の作動によりバキュー
ムタンク１５の負圧をアクチュエータ１６に与えること
によりクラツヂを切り、又アクチュエータに作用した負
圧を開放することによりクラッチをエンゲージする。

バキュームタンク１５はエンジン１のインテークマニホ
ールドに接続され、負圧がエンジン１から供給される。

第２図は制御回路５の概略的な構成を示すもので３６は
電子制御回路５の各種入力信号を示し、各種入力信号３
６は電子制御回路５のクラッチオフ決定回路３７、ギヤ
位置記憶回路３８、変速決定回路３９、発進制御回路４
０、クラッチオフショック対策回路４１、クラッチスト
ロークコントロール回路４２を作動させソレノイドバル
ブ駆動回路４３により各種ソレノイドバルブを作動させ
る。

第３図は第１図のソレノイド１４の詳細を示す構成図で
、同図において、１７はクラッチオフソレノイドで、こ
のクラッチオフソレノイド１７の第１ポーＨ７ａはアク
チュエータ１６に接続され、第２ポーＨ７ｂはバキュー
ムタンク１６に接続される。

また、第３ポート１７ｃはエンゲージソレノイド１８の
第１ポート１８ａに接続される。

このエンゲージソレノイド１８の第２ポート１８ｂは大
気に開放させる。

なお、この第２ポート１８ｂは例えば５ψぐらいの比較
的大きな径のものを使用する。

前記エンゲージソレノイド１８の第３ポート１８ｃはス
ロットルソレノイド１９の第１ポート１９ａに接続され
る。

スロットルソレノイド１９の第２ポート１９ｂは前記第
２ポート１８ｂの径よりも小径の例えば１．２ψぐらい
のものを使用し、このポートも大気に開放させる。

前記スロットルソレノイド１９の第３ポート１９ｃは発
進変速ソレノイド２０の第１ポート２０ａに接続される
。

このソレノイド２０の第２ポート２０ｂは０．３ψのオ
リフイス径のものを使用し、また第．３ポート２０ｃは
０，６ψのオリフイス径を使用する。

なお、第２、第３ポート２０ｂ，２０ｃとも大気に開放
させる。

前記各ソレノイド１７〜２０には励磁コイル１７ｄ，１
８ｄ，１９ｄ，２０ｄが形成され、この励磁コイル１７
ｄ，２０ｄは制御回路５の制御出力で制御される。

２１はクラッチオフタイミングソレノイドで、このソレ
ノイド２１の第１、第２ポート２１ａ，２１ｂは前記ク
ラツチオフソレノイド１７の第２、第１ポート１７ｂ，
１７ａに並列に接続される。

第４図は第１図のフライホイール温度検出装置１２の構
成を示すものでありフライホイール２３の温度を検出す
ることによりクラッチ板２４の摩擦係数変化によるクラ
ッチエンゲージ特性の変化を補正するものである。

２５は温度帽より磁束密度が変化する磁性体、２６は永
久磁石、２７はりーードスイッチ、２８はエンジンリャ
プレートである。

次に第１図〜第４図に示した様に構成された実施例の作
動を述べる。

まずエンジン１を始動させると負圧がバキュームタンク
１５に蓄えられる。

ここで車両を発進させるためシフトレバーを６をＮ位置
から１ｓｔ位置に移動させるとシフトレバースイッチ信
号が電子制御回路５に入り該電子制御回範５の出力によ
りクラッチオフソレノイド１７がオンしポート１７ｂと
ポート１７ａが連絡し負圧がアクチュエータ１６の負圧
室３３に作用してスターシリンダー３４を作動させクラ
ツチを切る。

シフトレバー６の操作で変速ギャ３がＩＳｔ位置に入っ
たことがギヤ位置スイッチ４を介して電子制御回路５に
入るとシフトレバー６から手を離してもクラッチオフ状
態のままとなる。

ここで車両を発進させようとして加速ペダル２２を踏込
むとアイドリング検出スイッチ１０が作動し入力信号が
電子制御回路５に供給される。

すると電子制御回路５の出力はクラッチオフソレノイド
１７をオフしクラッチオフソレノイド１７の第１ポート
１７ａと第３ポー１１７ｃが連絡し発進時であって半ク
ラッチ状態前であるのでエンゲージソレノイド１８がオ
ンしているために第１，２ポート１８ａ，１８ｂが連絡
し、アクチュエータ１６の負圧室３３はエンゲージソレ
ノイド１８の第２ポ−ト１８ｂより大気に開放される。

この第２ポーＨ８ｂは５ψの開口径のため負圧は速く大
気に開放されるのでクラッチ本体２は急速にオフからオ
ンの作動を行う。

このクラッチ本体２の動きを図示すると第５図ａのよう
になる。

第５図ａにおいて領域Ａはクラッチオフ域であり、領域
Ｂはクラッチオン域である。

今エンゲージソレノイド１８がオンしクラッチオン作動
４４を行うとアクチュエータ１６のダイヤフラムピスト
ンは右方向に移動しストロークスイッチ３５が作動する
点４５まですばやく移動する。

ストロークスイッチ３５が作動するとエンゲージソレノ
イド１８がオフし第１ポーＮ８ａの負圧は第３ポート１
８ｃを介してスロットルソレノイド１９の第１ポート１
９ａに連絡される。

尚エンゲージソレノイド１８のオフする点４５はクラッ
チオン領域Ｂの寸前にセットされている。

スロットルソレノイド１９は機関の絞り弁開度を検出す
るスロットルセンサー１９の入力信号により設定された
時間だけオンとなりこの時間だけ第１ポーＮ９ａと第２
ポート１９ｂが連絡し第２ポート１９ｂより負圧を大気
に開放する。

今機関の絞り弁開度が低開度の状態まで加速ペダル２２
を踏込んである時のスロットルソレノイド１９のオン作
動によるクラッチレバーの動きを４６に示す。

又加速ペダル２２の踏込が大きく機関の絞り弁開度が高
開度の場合におけるスロットルソレノイド１９のオン作
動は前記の場合よりも第５図ｂの４９に示すように長く
なる。

尚この様に機関の絞り弁開度を数段階に分割した信号を
出すスロットル開度センサー９の信号により電子制御回
路５においてスロットルソレノイド１９の作動時間の長
さを変え半クラッチ圧力のコントロールを行う。

次にスロットルソレノイド１９がオフするとポーＮ９ａ
の負圧はポート１９ｂから発進・変速ソレノイド２０の
ポート２０ａに連絡する。

発進変速ソレノイド２０は機関の絞り弁開度が例えば３
０％以下の場合はオンしポート２０ｂと連絡し０．３％
オリフイスより負圧が大気に開放されるので第５図ａ４
７に示すクラッチレバーストロークスピードとなりクラ
ッチエンゲージをゆっくり行う。

又機関の絞り弁開度が例えば３０％以上の場合は発進変
速ソレノイド２０がオフしポート２０ｃから０，６ψオ
リフイスを介して負圧が大気に開放されるため前記クラ
ッチレバーストロークスピードよりもやや速いクラッチ
のつながりとなり第５図ｂ５０に示すようになる。

エンジン回転検出スイッチ８は半クラッチを多用しクラ
ッチ板の摩擦係数が低下しスロットルセンサー９による
スロットルソレノイド１９の作動だけではエンジンが空
吹け気味になった時に上昇するエンジン回転数の設定値
を複数検出しこの信号を電子制御回路５に与え、設定エ
ンジン回転に達すると制御回路の中で設定された時間だ
けスロットルソレノイド１９をオンしクラッチ圧力を増
加させる。

この状態を第５図ｂの５１，５２に示す。

フライホイール温度検出装置１２はクラッチエンゲージ
の繰返しを行ってフライホイール温度が上昇した状態と
、クラッチを使用していない状態から使用開始后におけ
るフライホイール温度が低い状態を判別する設定温度検
出器であり、フライホイール温度を検出することにより
クラッチ板の摩擦係数変化によるクラッチエンゲージ特
性の変化を補正するものである。

第６図ａはクラッチ板の摩擦係数が高い場合（フライホ
イール温度が低い）のクラッチエンゲージ特性を示しク
ラッチエンゲージ開始線は５３より行われる。

しかしクラッチェンゲージを多用するとクラッチ板の摩
擦係数が低下しクラットエンゲージ開始点は５４点に移
動する。

このためプログラム化されたクラッチエンゲージコント
ロールを行うとクラッチのエンゲージ開始点は５４点と
なりクラッチのエンゲージ開始が遅くなる。

このため前記フライホイール温度検出装置によりフライ
ホイール温度が上昇し設定温度以上になると同じ加速ペ
ダル２２の踏込み量であっても電子制御回路５はスロッ
トルソレノイド１９の作動時間を長くしクラッチエンゲ
ージを速めてつながり遅れをなくしている。

第６図ｂの５６に示すようになる。

尚フライホイール温度の検出方法は磁性材料を利用して
いる第４図において磁性材料−２５は設定温度以下では
強磁性体の特性を持つため永久磁石２６の磁束は磁性材
料２５に作用しリードスイッチ２７を駆動することが出
来ないがフライホイールの温度が上昇して磁性材料２５
の設定温度以上になると磁性材料２５は常磁性体に変化
する。

このため永久磁石２６はリードスイッチ２７を駆動する
ためフライホイールが１回転するたびにリードＳｗ２７
がオンとなる。

このパルス信号を電子制御回路５で処理し前記スロット
ルソレノイド１９の制御を行う。

次に変速操作は車速と機関の絞り弁開度及びギヤ位置に
より実施される。

まず１ｓｔから２ｒｄの変速は発進后加速ペダル２２を
解放シフトレバー６を握るとクラッチがオフしシフトが
可能となり、シフト終了直前においてギヤ位置スイッチ
４によりクラッチはエンゲージする。

加速ペダルを踏込まない場合は第７図の５７に示すゆっ
くりとしたクラッチエンゲージが行われこの時は発進変
速ソレノイド２０の第３ポート２０ｃの６ψより負圧が
大気に開放される。

加速ペダル２２を踏込んだ場合はスロットルソレノイド
１９がオンし第２ポーＮ９ｂの１．２ψオリフイスより
負圧が大気に開放される。

この状態を５８に示す。

加速ペダル２２を３／４開度以上踏込むとエンゲージソ
レノイド１８がオンしクラッチエンゲージは５９に示す
ように急激に行われる。

尚車速が１８ｋｍ／ｎ以下においては５９のコントロー
ルは行われない様に電子制御回路５にプログラム化され
ている。

２ｒｄから３ｒｄへ、３ｒｄから４ｔｈへの変速時のク
ラッチオフ制御は１ｓｔから２ｒｄと同様に行われクラ
ッチエンゲージ制御は５７の制御を除き５８，５９の制
御にて行われる。

４ｔｈから３ｒｄへのダウンシフト時ダウンシフト后加
速ペダルを踏点まない場合は５８制御になる。

ダウンシフト后加速ペダル２２を踏込んだ場合の制御方
法を第８図の６０に示す。

この制御はダウンシフト后加速ペダル２２を踏込むと車
両の伝導系は減速状態から急激に加速状態に変化するた
め伝導係の捩れトルクが反転しショックを生じるこの対
策として６０に示すようにスロットルソレノイドの作動
を一定時間遅延させてクラッチの接続を遅くすることに
よりエンジン回転を上げショックの緩和を図っている。

さらに同様のショック対策として車両の発進后変速操作
を行うために加速ペダル２２を開放しシフトレバー６を
移動させようとするとクラッチがオフするがアクチュエ
ータ１６によるクラッチオフ時間が約０．１ａｅｃ位で
行われ車両の伝導係の捩れトルクが消減しないうちにク
ラッチが切られるのでこの捩れトルクが反転し変速開始
時のクラッチオフショックが生じる。

この対策として１ｓｔ，２ｒｄ，Ｒｅｖギヤを使用した
時のクラッチオフ制御はクラッチオフ開始時にクラッチ
オフソレノイド１７を作動させず先に負圧管路径の狭い
クラッチオフタイミングソレノイド２１を設定された短
時間だけ作動させてからクラッチオフソレノイド１７を
作動させることによりクラッチ切時間を遅らせ捩れトル
クの反転ショックを防止している。

この制御方法を第８図の６１に示す。

次にＮ以外とれかのギヤポジションにギヤを入れたまま
ブレーキングし車両を停止させた場合に車速センサーＴ
の検出速度が１８ｋｍ／ｎ以下であればクラッチオフソ
レノイド１７がオンし自動的にクラッチを切るためギヤ
を前記ポジションに入れたまま停車してもエンストを起
さない。

尚ブレーキングせず加速ペダル２２を開放にして車両が
減速した場合にも使用ギヤ位置が３ｒｄ，４ｔｈであれ
ば１８ｋｍ／ｎ以下で自動的にクラッチオフソレノイド
１７をオンしクラッチを切り１ｓｔ，２ｒｄ，Ｒｅｖギ
ヤ使用時には５ｋｍ／ｎ以下にならないとクラッチが切
れない様になっている。

このため車両停止から加速ペダル２２を踏込まない時に
車両が加速すると、１ｓｔ，２ｒｄ，Ｒｅｖでは５ｋｍ
／ｎ以上でクラッチエンゲージし、３ｒｄ，４ｔｈは１
８ｋｍ／ｎ以上でクラッチエンゲージをするようになっ
ている。

次に自動クラッチの制御でＮ位置にギヤがある時クラッ
チオフにするかオンにするかが問題である。

クラッチオフの場合は常にクラッチが切られているので
エンジンを始動后長時間Ｎポジションのままにした場合
はクラッチシリーズベアリングは負荷を受けたままとな
り耐久性に問題がある。

又Ｎ位置でクラッチをオンにするとＮから１ｓｔあるい
はＲｅｖにシフトするときかならずクラッチをオフする
制御が必要でありこのため速いシフト時にはシフトレバ
ーの操作開始時レバーが重くなるという様な不具合点が
生じクラッチオン・オフどちらの場合にも問題がある。

しかし当システムにおいてはアクチュエータ１６を作動
させる時のタイムラグをきわめて少くすることにより、
クラッチオフに要する時間を短くすることが出来たので
Ｎ時にクラッチオンとしシフト操作開始にクラッチをす
速くオフすることによりＮ時にクラッチレリーズベアリ
ングに負荷を解除しレリーズベアリングの耐久性を向上
させている。

細かな制御としてエンジン水温センサー３０はエンジン
水温が低い場合、クーラスイッチ信号３２はクーラを使
用している時、登坂センサー１３は道路勾配がある時は
発進時の加速ペダル２２の踏込時に作動するスロットル
ソレノイド１９の作動を発進変速ソレノイド２０の作動
に変えて行わせ第３ポート２０ｃより負圧を大気に開放
させてやることによりエンジン回転数を高め円滑なる発
進制御を行う。

以上各種クラッチ操作制御は第２図の入力信号３６によ
り全てをプログラム化された電子制御回路が処理しその
出力信号で各種ソレノイド１４を制御し乾式クラッチを
制御技術で自動化した。

この様に本発明によればスロットル開度に対応して適正
な半クラッチ状態を得ることが出来、又エンジン回転や
クラッチ板の摩擦係数変化等によってもクラッチ圧力を
コントロールし合わせて、エンジン状態、登坂発進、ク
ーラ使用時においても円滑なる発進を可能にしている。

又変速操作も車速ギャ位置、機関の絞り弁開度の入力信
号により適時ソレノイドを切替えることにより変速ショ
ックを防止しギヤをＮ以外どのギヤポジションに入れた
まま停車してもエンストすることがなく、合せてクラッ
チレリーズベアリングの耐久性も考慮するなどしてすぐ
れた自動クラッチシステムを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の制御回路の概略的構成を示すブロック図、第３
図は第１図のソレノイドの詳細を示す構成図、第４図は
第１図のフライホイール温度検出装置を示す断面図、第
５図ａ，ｂ、第６図ａ，ｂ、第７図および第８図はクラ
ッチ接続過程を示す特性図である。 １……エンジン、２……クラッチ本体、３……変速ギア
、４……スイッチ、５……制御装置、６……シフトレバ
ー、７……車速センサー、８……開度センサー、１０…
…アイドリング検出スイッチ、１１……ブレーキ作動検
出スイッチ、１２……フライホイール温度検出装置検出
スイッチ、１３……登坂センサー、１４……ソレノイド
、１５……バキュームタンク、１６……アクチュエータ
、３０……水温センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両内外状態を表わすシフトレバースイッチ、車速
   センサ、アイドリング検出、ギヤポジション位置及びブ
   レーキスイッチの各信号が供給されるクラッチオフ決定
   回路と、前記車速センサ及びギヤポジション位置の両信
   号が供給されるギヤ位置記憶回路及び変速決定回路と、
   前記車両内外状態を表わす信号のうちシフトレバースイ
   ッチ信号を除いた他の各信号が供給されるとともにさら
   にエンジン水温、登板センサ、クーラスイッチ、スロッ
   トルセンサー及びエンジン回転検出の各信号が供給され
   る発進コントロール回路と、前記クラッチオフ決定回路
   の出力信号と車両内外状態を表わすストロークスイッチ
   信号とが入力されるクラッチオフショック対策回路と、
   前記ギヤ位置記憶回路の出力信号と前記ストロークスイ
   ッチ信号とが入力されるクラッチストローク決定回路と
   、前記各回路の出力信号が入力され、出力にオリフイス
   径の異なるオリフイス径を有する複数のソレノイドバル
   ブを選択駆動するソレノイド駆動回路とを備えた電子制
   御回路により複数のソレノイドバルブを選択駆動させて
   流体圧で作動するクラッチ操作用アクチュエータの移動
   速度を制御し、自動的に円滑なる発進変速操作を行なわ
   せるようにしたことを特徴とする電子式自動クラッチ制
   御装置。