JPS62299442A - 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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JPS62299442A
JPS62299442A JP61141822A JP14182286A JPS62299442A JP S62299442 A JPS62299442 A JP S62299442A JP 61141822 A JP61141822 A JP 61141822A JP 14182286 A JP14182286 A JP 14182286A JP S62299442 A JPS62299442 A JP S62299442A
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    • F16H63/46—Signals to a clutch outside the gearbox

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
３、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
、発進時のクラッチ制御をクラッチ係合率でフィードバ
ック制御するものに関する。 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−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あり御する傾向にある。
【従来の技術】
従来、上記車両用自動クラッチの発進制御は、主として
エンジン回転数に比例して設定されたクラッチトルクで
制御されている。ここで、クラッチの実際の滑りは、エ
ンジン出力トルクＴｅとクラッチトルクＴｃの大小関係
で決まり、発進時に第７図の点Ａのように両トルクが一
致する回転数がストール回転数Ｎｓである。そしてこの
ストール回転数ＮＳ以降クラッチが直結するまで、エン
ジン回転数の上昇は止められる（ストール状態）。 従ってこのストール回転数ＮＳは、クラッチトルク特性
のバラツキ、経時変化、高地等でのエンジントルク低下
等の影響を受ける。例えばエンジントルクが低下すると
、ストール回転数は点Ａ′のように低下してエンジント
ルクの小さいｆＡ域で発進することになり、動力性能は
更に低下する。 クラッチの劣化等でトルクが低下すると、ストール回転
数は点Ａ″のように上昇し、伝達効率の低下、クラッチ
の発熱等を沼く。 そこで、これらの問題に対処するため、例えば特開昭６
０−３７４２５号公報の先行技術がある。 ここで、発進時にエンジン負荷により目標ミート回転数
（ストール回転数）を定め、エンジン回転数がこれと一
致するようにクラッチ係合力を制御することが示されて
いる。
【発明が解決しようとする問題点】
上記先行技術の特性を示すと第８図のようになる。即ら
、エンジン角筒に応じた目標ストール回転数の点Ａまで
はエンジン回転数ＮＯが上昇し、その後はこのストール
回転数一定で制御される。 一方、クラッチドリブン回転数ＮＯは走行抵抗やギヤ比
に応じて比例的に上界し、両者が合致した点Ｂで直結に
なり、これ以降は両回転数Ｎｅ、ＮＯが一致して上昇す
る。 従ってこのような特性のものにあっては、発進後の点Ａ
でエンジン回転数の上昇が急激に止められるため、ショ
ックを生じることがある。また点Ｂでもエンジン回転数
が不連続に変化することで、ショックを生じ得る。さら
にエンジン回転数の一定制御であるため、加速性能に欠
ける等の問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、発進
時のクラッチ係合過程における係合プロフィールを、円
滑で加速性の良い理想的なものに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。
【問題点を解決するための手段１ 上記目的を達成するため、本発明は、発進時にクラッチ
入、出力側回転数比によりクラッチ係合率を算出し、エ
ンジン負荷とクラッチ出力側回転数との関係で目標係合
率を設定し、クラッチ係合率が目標係合率と一致するよ
うにフィードバック制御するように構成されている。 【作　　用ｌ 上記構成に基づき、クラッチ係合力が実際のクラッチ係
合率と目標係合率で制御されて、特性のバラツキ、経時
変化等に対して常に一定のクラッチ係合特性を得るよう
になる。そして目標係合率のエンジン負荷、クラッチ出
力側回転数との関係で、各負荷に応じて滑らかな係合特
性となる。 こうして本発明では、クラッチの実際の係合状態を検出
し、それを目標値に制御することで、理想的な係合プロ
フィールにすることが可能となる。 【実　施　例１ 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２１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Ｒ４から１組のりダ
クションギャ５．出力軸６．ディファレンシャルギヤ７
および車軸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Ｎ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際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し、クラッヂドリブン側にその回転
数センサ１８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
たブーり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１Ｇが巻付けられ、両シリンダ１４ａ　、　１
５ａ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
ン圧を供給してブーり押付力を付与し、プライマリ圧に
より駆動ベルト１６のプーリ１４．１５に対する巻付は
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のプライマリブーりとセカンダリ
ブーりの回転数センサ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−２５は、前後適切換装＠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、スロットル弁開にスロットル開度センサ
２９を有し、クラッチドリブン側にその回転数センサ１
８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の主に電磁クラッチ
制御系について説明する。 先ず、センサ２１．２２．２９のプライマリブーり回転
数Ｎｐ、セカンダリブーり回転数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ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔに応じた制御信号を出ツノする
。また、センサ１９のエンジン回転ＩＮｅ　、スロット
ル間度θ、実変速比１（Ｎｓ／Ｎ１））の信号は、ライ
ン圧制御部３１に入力し、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ｌ
！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。 クラッヂ制御系においては、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Ｎ　ｅ
　＜　３０ＯｒＤＩｌｌの場合、またはパーキング（Ｐ
）、ニュートラル（Ｎ）レンジの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少電
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
よびセカンダリブーり回転数センサ２２の車速Ｖ信号が
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．　：
１７に入力する。 発進モード電流設定部３５は、発進時のクラッヂ係合過
程における係、含率が所望のものになるようにクラッチ
電流を制御する。発進特性としてスロットル開度θとク
ラッチ出力側回転数ＮＣによる目標保合率が与えられて
おり、スロットル開度θ。 車速■、各定走行レンジエアコンやチョーク使用の有無
等で補正する。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
合に微少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、
Ｒ９Ｄ、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、各モードのマツプは第３図のようになる。 第４図において発進モード電流設定部３５について詳記
すると、通電モード判定、スロットル開度θ、エンジン
回転数Ｎｅ、クラッチ出力側回転数ＮＧ等の各信号が入
力する発進モード判定部４０を有する。また、クラッチ
出力側回転数ＮＣの信号は初期化判定部４１に入力し、
設定値ｎ１　（例えば２０Ｏｒｐｍ）に対し、ＮＧ＜ｎ
ｔの場合にクラッチ係合率を初期化して所定のクラッチ
トルクを与え、初期化後に実質的な発進制御を行う。Ｎ
ｃ＝ＯのときはＮｅの値にかかわらずクラッチ係合率Ｎ
Ｃ／Ｎｅ　＝Ｏとなるため、Ｎｅがクラッチ係合率ＮＣ
／Ｎｅと１対１に対応せず、クラッチ係合率によってス
トール回転数を制御できないためである。 従ってＮＯ＜ｎｔの領域では、設定ストール回転数に相
当するクラッチ係合力を与えて初期化することが望まし
い。この初期化判定部４１に対しては初期電流設定部４
２があり、ここでクラッチ電流ＩＣを、エンジン回転数
Ｎｅとの関係でＩｃ−ｆ（Ｎｅ　）により設定する。 一方、クラッチ入力側のエンジン回転数ＮＯとクラッチ
出力側回転数ＮＣが入力するクラッチ係合率算出部４３
を有し、両者の回転数比（ＮＣ／Ｎｅ）により実際のク
ラッチ係合率Ｅを口出する。 これに対し、スロットル開度θとクラッチ出力側回転数
ＮＯが入力する目標係合率設定部４４を有する。ここで
、目標係合率Ｅ（ｌが、Ｅｏ−ｆ（θ。 ＮＣ）で予め定めてあり、目標係合率Ｅｏはスロットル
開度θに対しては減少関数であり、クラッチ出力側回転
数Ｎｃに対しては増加関数になっており、これらにより
目標係合率Ｅｏが設定される。 そしてかかるクラッチ係合率譚出部４３のクラッチ係合
率Ｅと目標係合率設定部４４の目標係合率Ｅ。 は比較部４５に入力し、初期化判定部４１による初期化
後の判定結果で比較判断する。比較部４５の結果は電流
設定部４６に入力し、クラッチ係合率Ｅと目標係合率Ｅ
Ｏとの関係がＥ＞Ｅｏの場合はクラッチ電流）Ｃを減じ
、Ｅ＜Ｅｏの場合は逆にクラッチ電流［Ｃを増すように
定めるのであり、初期電流設定部４２．電流、制御部４
６のクラッチ電流１ｃは、出力部４７を介して出力する
ようになっている。 これにより、初期化した初期電流設定部４２の制御系は
開ループであるが、初期化後の係合率による制御系は閉
ループのフィードバック制御系となる。 次いで、このように構成された制御装置の作用を、＄５
図の）Ｏ−チャートおよび第６図の係合特性を参照して
説明する。 先ず、エンジン運転時、走行レンジにシフトしてアクセ
ルを踏込むと、発進モード電流設定部３５の発進モード
判定部４０により発進モードと判定され、発進モードに
切換わる。そこでクラッチ出力側回転ｖｌＮｃと設定１
ｉＩＩｎ１トノ関係がＮＯ＜ｎｔの発進初期では、初期
化判定部４１により初期化され、初期電流設定部４２に
より上昇するエンジン回転数Ｎｅに比例したクラッチ電
流１ｃが流れる。 そのため、クラッチ２の係合率Ｅは漸増し、これに伴い
クラッチ−出り側回転数Ｎｃも第６図のように徐々に大
きくなる。 そしてクラッチ出力側回転数Ｎｃと設定値ｎ１どの関係
がＮＯ≧ｎ１の条件になると、クラッチ係合率を用いた
フィードバック制御が開始する。 即ち、クラッチ係合率算出部４３でこのときのエンジン
回転数Ｎｅ、クラッチ出力側回転数ＮＣの回転数比によ
り算出されたクラッチ係合率Ｅと、目標係合率設定部４
４でこのときのスロットル開度θ。 クラッチ出力側回転数Ｎｏのマツプにより設定された目
標係合率Ｅｏとが比較部４５で比較される。 その後、この比較結果により電流制御部４６でクラッチ
電流１ｃが決まり、クラッチ係合率Ｅと目標係合率Ｅｏ
との関係がＥ＞Ｅｏのときはクラッチ電流（Ｃを減じて
クラッチ２の滑りを増し、逆にＥ＜Ｅｏのときはクラッ
チ電流■ｃを増してクラッチ２の滑りを減じる。 かかる制御を繰返すことにより、クラッチ２の係合率Ｅ
が目標係合率ＥＯと一致するようにフィードバック制御
される。そして目標係合率Ｅｏはスロットル開度θの減
少関数であるから、第６図のようにエンジン負荷が大ぎ
いほどストール回転数は上界する。また目標係合率ＥＯ
はクラッチ出力側回転数Ｎｃの増加関数であるから、ク
ラッチ出力側回転数Ｎｃの上昇に応じてエンジン回転数
Ｎｅも上昇しながらクラッチ直結点Ｂで滑らかに収束す
るようになる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、発進モード
以外の種々の過渡モードに適用することもできる。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
。 初期化において、クラッチ出力側回転数ＮＯが所定の設
定回転数ｎ１未満の領域で、エンジン回転数Ｎｅに比例
したクラッチトルクを与えたが、これに限定されるもの
ではない。例えばエンジン回転数Ｎｅやスロットル開度
θに応じてクラッチトルクを増加して、所定のストール
回転数を得るようなりラッチ係合力に初期化してもよい
。 【発明の効果】 以上述べてさたように、本発明によれば、自動クラッチ
の係合率を直接求めてフィードバック制御するものであ
るから、エンジン出力トルクと負荷抵抗の関係において
理想的なりラッチ係合特性を得ることができる。また、
特性のバラツキ、経時変化等に対し、常に最適な係合プ
ロフィールにすることが可能になる。 目標係合率がスロットル開度の関数であるので、低負荷
時には速やかに係合させて走行性、燃費を向上でき、ま
た、高負荷時にはストール回転数の上昇で充分な動力性
能が期待できる。 目標係合率がクラッチ出力側回転数の関数であるから、
滑らかにクラッチ係合して種々のショックを防ぐことが
でき、加速性も良い。
【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
モードのマツプ図、第４図は要部のブロック図、第５図
は作用を説明するフローチャート図、第６図は特性図、
第７図はストール回転を示す図、第８図は従来の特性図
である。 ２・・・電磁粉式クラッチ、２０・・・電子制御ユニッ
ト、３５・・・発進モード電流設定部、４０・・・発進
モード判定部、４１・・・初期化判定部、４２・・・初
期電流設定部、４３・・・クラッチ係合率算出部、４４
・・・目標係合率設定部、４５・・・比較部、４６・・
・電流制御部。 同　　　弁理士　　　村　　井　　　　　進第５図 冨６図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）発進時にクラッチ入，出力側回転数比によりクラ
    ッチ係合率を算出し、 エンジン負荷とクラッチ出力側回転数との関係で目標係
    合率を設定し、 クラッチ係合率が目標係合率と一致するようにフイード
    バック制御する車両用自動クラッチの制御装置。
  2. （２）発進時にエンジン運転状態に応じてクラッチ係合
    率を初期化し、初期化後に上記フイードバツク制御する
    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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