JPS63287636A - 車両用自動クラッチの制御装置 - Google Patents

車両用自動クラッチの制御装置

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JPS63287636A
JPS63287636A JP62122874A JP12287487A JPS63287636A JP S63287636 A JPS63287636 A JP S63287636A JP 62122874 A JP62122874 A JP 62122874A JP 12287487 A JP12287487 A JP 12287487A JP S63287636 A JPS63287636 A JP S63287636A
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clutch
torque
engine
engine speed
starting
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English (en)
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Kazunari Tezuka
一成 手塚
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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】 【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
、発進および直結領域でクラッチトルクを最適制御する
ものに関する。
【従来の技１！］ 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制御する傾向にある。 従来、車両用自動クラッチとしての電磁クラッチに関し
ては、例えば特開昭６０−１３９５４０号公報の先行技
術がある。ここで、クラッチのトルク制御を発進領域と
直結領域とに大別する。そして発進領域では、エンジン
回転数を主パラメータとしてクラッチトルクをエンジン
回転数の増大関数で制御し、直結領域では、一定の高い
トルクを与え、またはエンジン回転数と負荷とにより求
めたエンジントルクをパラメータとしてトルク制御する
。一方、クラッチが発進と直結との領域の間を移行する
際のクラッチトルクの急激な変化を緩和するため、両者
の間に過渡領域を設けて滑らかにトルク変化させること
が示されている。 また、特開昭５９−１８７１１８号公報において、エン
ジントルクを上回った値にクラッチトルクを制御するこ
とが示されている。 【発明が解決しようとする問題点】 ところで、上記先行技術の後者のものにあっては、発進
時の滑らかな動力伝達が行われなくなり、発進、加速性
が悪化する。この点、先行技術の前者は、エンジントル
クに関係なく、エンジン回転数に応じた発進特性でクラ
ッチトルク制御するので、発進性等が向上する。 こうして、発進特性の領域を設けることは好ましいが、
これにより直結領域と少なくとも２種類の制御方法を有
することになり、再制御の移行時に仮りにトルクとして
連続であっても、制御上の偏曲点を持ってしまい、種々
の悪影響を及ぼす。 また、発進および直結領域の制御としても最適とは言え
ない。 一般にクラッチトルクとエンジントルクの関係は、次式
で表わされる。 Ｔｅ−ＴＣ＝Ｉ　ｅ　ｄωｅ／ｄｔ （Ｔｅ：エンジントルク、ＴＣ：クラッチトルク、Ｉｅ
：エンジン側慣性モーメント、ωｅ：エンジ角速度） 特にクラッチトルクとエンジントルクとが等しく、平衡
している場合は、エンジン回転数が一定（ｄωｅ／ｄｔ
＝　Ｏ）となることは明白である。 この平衡状態からスロットル開度を変化した場合のエン
ジン回転数とクラッチトルクの推移を、発進領域と直結
領域について述べる。 先ず、発進領域では、クラッチトルクＴＣ　［ｆ（Ｎｅ
）］およびスロットル開度α、βでのエンジントルクＴ
ｅａ、Ｔｅβは第５図（ａ）のような特性であり、エン
ジントルクＴｅａ、クラッチトルクＴｅａ、スロットル
開度α、エンジン回転数Ｎｅａの点Ａで平衡状態になっ
ており、この点Ａからスロットル開度βに変化すると、
エンジントルクはＴｅａからＴａｂの点Ｂに増大し、こ
の点ＢではエンジントルクＴａｂとクラッチトルクＴｅ
ａの平衡状態のくずれにより、 ｄωｅ／ｄｔ　＝　（Ｔｅ　ｂ−ＴＣ　ａ　）　／　Ｉ
　ｅに基づいてエンジン回転数が上昇する。そしてエン
ジントルクは、Ｔａｂからエンジン回転数の上昇に伴い
特性Ｔｅβ上をＴｅａの方向に移行する。 一方、クラッチトルクも、Ｔｅａから特性Ｔ　ｃに沿っ
てＴＣｃの方向に移行し、Ｔ　ｅ　ｃ　＝　Ｔ　ｃ　ｃ
の点Ｃで再び平衡状態になる。 このことから、エンジントルクの上昇により、クラッチ
がスリップしてエンジン回転数が上昇し、その後再び平
衡するというフィードバック特性を有することになる。 このなめ、クラッチ係合プロセスでは良いが、エンジン
トルクの変化に対して必ずスリップを生じてエンジン回
転数の吹上りに使われるので、走行性、燃費が悪化する
。 次いで、直結領域では、上述の式 ％式％ に加え、クラッチドリブン側でも走行抵抗トルクＴＲ，
車体側慣性モーメントＩＢ、クラッチドリブン側角速度
ωＢを用いて次式が成立する。 ＴＣ−ＴＦＬ　＝　Ｉ　Ｂ　ｄωｎ／ｄｔそこで、直結
の式ωｅ＝ωＢを代入すると、ＴＣ＝（Ｉｎ−Ｔｅ＋Ｉ
ｅ−ＴＦＬ）／（Ｉｅ十ＩＢ） となる、ここで、車体が定常状態の場合はＴ　ｅ　−置
なので、Ｔ　ｃ　＝　Ｔ　ｅとなり、クラッチの直結ト
ルクはエンジントルクで良いことがわかる。 第５図（ｂ）において上述と同様に点Ａの平衡状態のス
ロットル開度αからβに変化すると、エンジントルクは
ＴｅａからＴａｂになる。同様にクラッチトルクもＴＣ
ａからＴＣｂになり　ｄωｅ／ｄｔ＝　Ｏとなり、点Ａ
から点Ｂに移行するだけである。 こうして直結領域では、エンジントルクを無駄なく伝え
ることができるが、この特性ではクラッチがすべらずス
ムースに発進させることができない、エンジントルクの
異常な上昇でスリップを生じた場合は絶対に係合しなく
なる。従ってクラッチトルクは、スリップを生じないよ
うにエンジントルクに対し一定の高いトルクに設定する
ことが要求される。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、発進
および直結領域の欠点、制御上の偏曲点を解消し、クラ
ッチトルクを常に最適制御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】
上記目的を達成するため、本発明は、発進、直結の領域
でクラッチ電流等によりクラッチトルク制御する制御系
において、エンジン回転数に基づくクラッチ係合率０％
時のクラッチトルク特性ＴＣｓと、エンジントルク特性
に基づくクラッチ係合率１００％時のクラッチトルク特
性ＴＣＬを設定し、これらのクラッチ特性ＴＣｓ、ＴＣ
Ｌからクラッチ係合率Ｒｅ等を用いてクラッチトルクＴ
Ｃを算出しながらトルク制御するように構成されている
。
【作　　用】
上記構成に基づき、クラッチトルクは、エンジントルク
を直結して伝達する直結要素と、スリップさせて伝達す
る発進要素とを加味して統一的に制御されるようになる
。 こうして本発明では、発進特性と直結特性との両者を共
に十分発揮しながらクラッチトルク制御することが可能
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２２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１６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のクラッチドライブ側
回転数を検知するエンジン回転数センサ１９．無段変速
機４のクラッチドリブン側回転数を検知するプライマリ
プーリの回転数センサ２１とセカンダリプーリの回転数
センサ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ｆｉ３に機械的に結合しており
、Ｒ，Ｄ。 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
間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、電磁クラッチ制御系について述べる。 入力信号としてエンジン回転数センサ１９のエンジン回
転数Ｎｅはイグニッションパルスであり、波形処理回路
３０で方形波に整形されて制御ユニット２０のＩ１０ボ
ート３１に入力し、パルス幅の時間を測定してエンジン
回転数Ｎｅのデータを得る。 クラッチドリブン回転数センサ２１のクラッチドリブン
回転数Ｎｐも波形処理回路３２を介して入力し、同様に
そのデータを得る。スロットル開度センサ２９のスロッ
トル開度θはＡ／Ｄ変換器３３を介して入力し、そのデ
ータを得る。制御ユニット２０では、Ｉ１０ボート３１
．ＣＰＵ３４．ＲＯＭ３５．ＲＡＭ３６がデータバス３
７により相互に結ばれている。 ＲＯＭ　３５は、クラッチ係合率が０％の発進時のクラ
ッチトルク特性と、１００％の直結時のクラッチトルク
特性とを記憶している。クラッチ係合率０％のトルク特
性は、第３図（ａ）のようにエンジン回転数を主パラメ
ータとした増大関数で、ＴＣ５＝ｆ（Ｎｅ）に定めであ
る。クラッチ係合率１００％のトルク特性は、第３図（
ｂ）のようにエンジン回転数とスロットル開度とを主パ
ラメータとしてエンジントルク特性と同じもので、ＴＣ
１．　＝ｆ（Ｎｅ　。 θ）に定めである。 制御ユニット２０は、エンジン回転数Ｎｅとクラッチド
リブン回転数Ｎｐとによりクラッチ係合率Ｒｅ（Ｎｐ／
Ｎｃ）を求める。またエンジン回転数Ｎｅとスロットル
開度θとからＲＯＭ３５のマツプを検索してクラッチト
ルクＴ　ｃ　Ｌを求め、エンジン回転数Ｎｅから同様に
してクラッチトルクＴＣｓを求める。そしてこれらのク
ラッチ係合率Ｒｅ、クラッチトルクＴＣｓおよびＴＣＬ
を用いて、次式によりクラッチトルク（クラッチ電流指
示値）ＴＣを算出する。 ＴＣ＝Ｒｅ−ＴＣＬ　＋　（１−Ｒｅ）−ＴＣｓ上記ク
ラッチトルクＴＣはＩ１０ボート３１からデジタル値で
出力し、これがＤ／Ａ変換器３８によりアナログ値に変
換され、さらにＶ／Ｉ変換器３９によりクラッチ電流に
変化して出力するように構成されている。ここでクラッ
チトルクとクラッチ電流との関係は、第３図（Ｃ）のよ
うに比例にしたものである。 次いで、このように構成された制御装置の作用を、第４
図を参照して述べる。 先ず、エンジントルクＴｅａ、クラッチトルクＴｅａの
点Ａで平衡状態にあり、この時のスロットル開度がαか
らβに変化し、エンジントルクがＴｅａからＴ　ａ　ｂ
の点Ｂに移った場合について述べる。すると、点Ａでの
係合率Ｒｅが算出され、係合率０％のクラッチトルクＴ
Ｃｓとして’Ｉ”ｃａが、係合率１００％のクラッチト
ルク］゛Ｃしとしての点ＢのＴＣｂ７！／！！択され、
この場合のクラッチトルクＴＣは以下のようになる。 ＴＣ＝Ｒｅ−ＴＣｂ＋　（１−Ｒｅ）−Ｔｅａこのため
、クラッチトルクは上式により破線のように点りのクラ
ッチトルクＴ　ｃ　Ｄに移行する。 また、かかるエンジントルクＴｅｂとクラッチトルクＴ
Ｃｏの平衡状態のくずれにより、その後のクラッチトル
クは、 ｄωｅ／ｄｔ　−Ｉ　ｅ＝Ｔｅ−ＴＣ ＝　（１−Ｒｅ）　（ｆ（Ｎ　ｅ　・θ）　−ｆ（Ｎｅ
Ｎｄωｎ／ｄｔ　−Ｉ　Ｂ＝ＴＣ−Ｔ’１ｔ＝Ｒｅ−ｆ
（Ｎｅ　・θ）−（１−Ｒｅ）・ｆ（Ｎｅ）　−’ｒＲ
［ｆ（Ｎｅ・θ）：スロットル開度βの係合率１００％
時のトルク特性、ｆ（ＮＯ）：同様に係合率０％時のト
ルク特性］ の式に基づいて破線のように点Ｃの方向に移行する。 一方、エンジントルクもエンジン回転数の上昇に伴い点
Ｂから点Ｃの方向に向い、点Ｃで平衡状態になる。こう
して、クラッチ係合率によりエンジントルク変化に対し
てクラッチスリップ量、工ンジン回転数の上昇量が変化
することになる。 なお、クラッチ係合率ＲｅがＯの場合は従来の発進特性
に、クラッチ係合率Ｒｅが１の場合は直結特性と同じに
なる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、電磁クラッ
チ以外にも適用でき、 ＴＣ＝Ｒｅ−ＴＣＬ、　　＋　　（１−Ｒｅ）　　　−
ＴＣｓのクラッチ係合率Ｒｅに車速等の要素を加味して
変化させることもできる。
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、クラッチトル
クをクラッチ係合率１発進および直結のトルク特性を用
いて制御するので、発進性と加速性とを加味して統一さ
れた制御を行い得る。 発進領域ではクラッチの無駄な滑りがなくなり、燃費が
向上する。 直結領域でもクラッチ係合のフィードバック性を有する
ので、エンジントルクの異常出力でクラッチがスリップ
しても係合方向に向い、クラッチの焼付を防止し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の車両用クラッチの制御装置の実施例を
示す構成図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図（ａ）ないしくＣ）は各特性図、第４図は本発明
によるクラッチトルク特性図、第５図（ａ）、　（ｂ）
は従来のクラッチトルク特性図である。 ２・・・電磁粉式クラッチ、１９・・・エンジン回転数
センサ、２０・・・制御ユニット、２１・・・プライマ
リプーリ回転数センサ、２９・・・スロットル開度セン
サ特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理
士　　小　橋　信　浮 量　　弁理士　　村　井　　　進 り４２ ２ンジンｌ！娑ｐてＮす

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）発進，直結の領域でクラッチ電流等によりクラッ
    チトルク制御する制御系において、 エンジン回転数に基づくクラッチ係合率０％時のクラッ
    チトルク特性Ｔ＿Ｃ＿Ｓと、エンジントルク特性に基づ
    くクラッチ係合率１００％時のクラッチトルク特性Ｔ＿
    Ｃ＿Ｌを設定し、 これらのクラッチ特性Ｔ＿Ｃ＿Ｓ，Ｔ＿Ｃ＿Ｌからクラ
    ッチ係合率Ｒｅ等を用いてクラッチトルクＴ＿Ｃを算出
    しながらトルク制御することを特徴とする車両用自動ク
    ラッチの制御装置。
  2. （２）上記クラッチトルクＴ＿Ｃは、 Ｔ＿Ｃ＝Ｒｅ・Ｔ＿Ｃ＿Ｌ＋（１−Ｒｅ）・Ｔ＿Ｃ＿Ｓ
    により算出することを特徴と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。
JP62122874A 1987-05-20 1987-05-20 車両用自動クラッチの制御装置 Pending JPS63287636A (ja)

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EP88304538A EP0292280A1 (en) 1987-05-20 1988-05-19 Control system for a clutch for a motor vehicle

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