JPS635297B2 - - Google Patents

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JPS635297B2
JPS635297B2 JP55127699A JP12769980A JPS635297B2 JP S635297 B2 JPS635297 B2 JP S635297B2 JP 55127699 A JP55127699 A JP 55127699A JP 12769980 A JP12769980 A JP 12769980A JP S635297 B2 JPS635297 B2 JP S635297B2
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JP
Japan
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clutch
vehicle speed
signal
gear
electromagnetic
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Toshio Takano
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE3136104A priority patent/DE3136104C2/de
Priority to US06/301,063 priority patent/US4480732A/en
Publication of JPS5760921A publication Critical patent/JPS5760921A/ja
Publication of JPS635297B2 publication Critical patent/JPS635297B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輛用電磁式クラツチの制御装置に関
し、詳しくは、車輛の速度によつて接続の特性を
変更し、カーノツクの発生を防止させることがで
きるものに関する。
動力の伝達を遮断して制御を行う機構にはクラ
ツチが従来から知られているが、電気信号によつ
て制御できるものに電磁式クラツチがある。これ
はコイルに制御電流を流し、コイルから発生した
電磁界によつて対向する二つの部材を磁気的に連
結し、動力を伝達できるものである。この電磁式
クラツチの一種に電磁粉式クラツチがあり、本発
明の実施例では電磁粉式クラツチにより説明を行
う。
車輛用電磁粉式クラツチは、クランク軸側のコ
イルを内蔵したドライブメンバに対し、電磁粉が
入り込みギヤツプを介して変速機入力側のドリブ
ンメンバを近接嵌合し、クラツチ電流をコイルに
流してドライブメンバを励磁し、それとドリブン
メンバとの間のギヤツプに電磁粉を集積すること
で拘束してエンジンの動力を変速機入力側に伝達
し、クラツチ電流を断つて上記ギヤツプにおける
電磁粉による拘束を解いて動力伝達を遮断し、さ
らにクラツチ電流を変化させてドライブメンバと
ドリブンメンバとの間に滑りを生じさせ、この滑
りを利用してクラツチペダル操作を不要にした発
進を行い、運転操作の容易化を図るものであり、
公知技術として既に知られている。
第１図と第２図において、電磁粉式クラツチを
トランスアクスル型の変速機に組付けたものにつ
いて具体的に説明すると、符号１は電磁粉式クラ
ツチ、２は前進４段の変速機、３は終減速機であ
る。
電磁粉式クラツチ１は密閉構造のクラツチケー
ス４内でエンジンからのクランク軸５にドライブ
プレート６を介してコイル７を内蔵するドライブ
メンバ８が一体結合され、変速機２の入力軸９に
ドリブンメンバ１０が回転方向に一体化すべくス
プライン嵌合してギヤツプ１１を介し上記ドライ
ブメンバ８に対して近接嵌合しており、このギヤ
ツプ１１にパウダー室１２からの電磁粉を集積す
るようになつている。また、ドライブメンバ８に
はキヤツプ１３が一体結合され、その筒状の端部
が入力軸９に遊嵌されてそこにスリツプリング１
４が付着されると共に、このスリツプリング１４
とドライブメンバ８との間にリード線Ｘが接続さ
れ、スリツプリング１４には第２図に詳記される
ように、リード線Ｙと接続するブラシ１６がホル
ダ１７により保持されてコイル７に給電すべく摺
接している。
このように構成されることで、クランク軸５と
共にドライブプレート６及びドライブメンバ８が
回転して、パウダー室１２に封入する電磁粉は遠
心力でドライブメンバ８の内周面側に適宜寄せら
れている。そこで、リード線Ｙからブラシ１６、
スリツプリング１４、リード線Ｘを介してコイル
７に給電されると、ドライブメンバ８の励磁によ
りドリブンメンバ１０の周囲にも矢印のように磁
力線が生じることにより、ギヤツプ１１内に電磁
粉が集積してドライブメンバ８とドリブンメンバ
１０が一体化されクランク軸５のエンジン動力が
入力軸９に伝達されるのである。
次いで変速機２は上記クラツチ１からの入力軸
９に第１速ないし第４速のドライブギヤ１８ない
し２１が一体的に設けられ、この入力軸９に対し
て出力軸２２が平行に配設されてそこに上記各ギ
ヤ１８ないし２１と常時噛合うドリブンギヤ２３
ないし２６が回転自在に嵌合し、かつ隣接する２
個のドリブンギヤ２３と２４が同期機構２７で出
力軸２２に結合し、ドリブンギヤ２５と２６が他
の同期機構２８で出力軸２２に結合するようにな
つており、更にこれらの入、出力軸９，２２の間
に後進用のギヤ機構２９が設けられている。こう
して、チエンジレバーを操作して同期装置２７に
よりドリブンギヤ２３を出力軸２２に一体結合す
ることで、入力軸９の動力がギヤ１８と２３で最
も減速して出力軸２２に取出されて第１速が得ら
れ、以下同様にして各変速が行われる。
また、上記出力軸２２の端部には出力ギヤ３０
が設けられてこれが終減速機３の差動装置３１に
おけるリングギヤ３２に噛合つており、これによ
り変速機２の出力軸２２の動力が直ちにリンクギ
ヤ３２からケース３３、スパイダ３４、ピニオン
３５を介してサイドギヤ３６に伝達され、更に車
軸３７を介して駆動輪に伝達される。
そして、第３図でこの電磁粉式クラツチ１の制
御をする基本的電気回路に付いて説明すると、コ
イル７の一端には電源４０が接続してあり、他端
にはトランジスタ４１のコレクタが接続してあ
る。このトランジスタ４１のエミツタと電源４０
は接続してあり、コイル７の両端にはダイオード
と抵抗より成る電流回路４２が接続してある。こ
の回路で、コイル７の電気的制御を行うには、ト
ランジスタ４１のベースに制御信号を印加するこ
とで、スイツチングさせ、コイル７に電源４０か
らの電流を通電させることにより行なつている。
前述の滑り制御を行うにはトランジスタ４１のベ
ースに印加する制御信号をパルス状にして、間歇
的にスイツチングさせており、この制御信号のス
イツチングの周期はエンジンのイグニツシヨンパ
ルスから導入しているため、エンジン回転数によ
つて電磁粉式クラツチ１が伝達できるトルクに変
動が生じてくるものである。
そして、従来の電磁粉式クラツチ式では車輛の
発進時のクラツチの滑りによる発熱を極力少くす
るために変速機のギヤの噛合い状態により結合特
性を変動させるようにしていた。例えば、４段変
速機を用いた場合、１、２速段での発進では円滑
な結合を得るためにエンジン特性に最も適合した
クラツチ特性を与え、車体慣性負荷が大きく、か
つ、滑り時間が長くなる３、４速段での発進では
クラツチ発熱を防止させるため、発進を困難にす
るようなクラツチ特性を与えていた。すなわち、
３、４速段ではエンジントルクの低い低速側にク
ラツチ直結回転数を移行させ、事実上発進が不可
能な様に規制していた。このクラツチの結合特性
を第４図により説明すると、１、２速段において
はエンジンの回転数に応じてａの曲線でクラツチ
の結合トルクを変え、エンジン全開トルクの曲線
ｍと曲線ａの差で滑りを生じさせ円滑なクラツチ
結合を行わせ、クラツチ定格トルクとなつたｂ点
よりは直結状態ｃを維持させている。また、３、
４速段においてはエンジントルクが低く、かつ、
不安定な領域を使用させるように曲線ａよりも傾
斜角度の大きいｄの曲線とし、車速信号により車
速が設定値ｎ（４速段で約20Km／ｈ、1200r.p.m）
になつた時点ｅにおいてｆで示す様にクラツチ定
格トルクとなる直結電流をコイル７に流し、これ
によつてクラツチの滑りを強制的に除去していた
（１、２速段と３、４速段の検出は変速機２に設
けられて変速軸の位置を検出するセンサにより行
なつている。）。
しかしながら、この従来の構成では３、４速で
の発進を困難にさせてクラツチ１の発熱を減らす
ためには大きな効果があるが、車速信号によりク
ラツチ１を直結させるため、車速が20〜30Km／ｈ
で４速段の走行を行う場合にはエンジンのトルク
変動がそのまま車輛に伝えられ、カーノツクが生
じ、運転者に不快感を与えていた。また、このこ
とにより継続走行が不可能となることからギヤの
シフトダウンを行わなければならず、運転操作が
煩わしくなるものであつた。
本発明は上述の欠点に鑑み、歯車比の小さい段
でのクラツチトルク特性を不連続に変化でき、車
速の低い範囲では発熱を防止し、車速の高い範囲
ではカーノツクを防止することができる車輛用電
磁式クラツチの制御装置を提供するものである。
本発明によるクラツチトルク特性を第５図によ
り説明すると、１、２速段では従来と同様に滑り
を生じさせる特性曲線であるが、３、４速段にお
いては、車速が設定値ｎ（例えば20Km／ｈ、４速
段においてエンジン回転数に換算して約1200r.p.
m）よりも低い範囲ではクラツチトルク特性の曲
線は傾斜角度を大きくし、車速が設定値ｎ以上に
なつたときには１、２速段と同一のクラツチトル
ク特性曲線としており、この３、４速段のクラツ
チトルク特性曲線は設定車速ｎで不連続となる。
これにより、車速が低い範囲では３、４速段発進
などでの発熱を防止するとともに事実上発進がで
きないようにし、車速が高い範囲ではエンジンか
らのトルク変動を滑りにより吸収させてカーノツ
クを防止させることができる。
なお、本実施例ではクラツチトルク特性の不連
続点を車速により設定したが、エンジン回転数の
検出によつても同様な効果が得られる。
以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。
まず、第６図により装置のブロツク図を説明す
ると、イグニツシヨンパルス４５は波形整形回路
４６に入力し、波形整形回路４６、微分回路４
７、単安定マルチ回路４８、オア回路４９、駆動
回路５０を経てコイル７に出力されている。この
単安定マルチ回路４８とオア回路４９にはそれぞ
れ補正回路５１からの制御信号が入力しており、
補正回路５１には車輛が設定車速以上又は以下の
信号である車速信号５２と変速機２の変速段を検
出した変速段信号５３が入力している。第７図は
第６図の具体的な電気回路図であり、単安定マル
チ回路４８はノアゲート５４、コンデンサＣ、イ
ンバータ５５が直列に接続されることにより構成
されており、コンデンサＣとインバータ５５の間
には抵抗R1を介して電源が接続してあり、この
単安定マルチ回路４８はコンデンサＣと抵抗R1
の時定数によるパルス波を発生することができ
る。前記補正回路５１はインバータ５６、アンド
ゲート５７、ノアゲート５８、トランジスタ５９
により構成され、車速信号５２はインバータ５６
を介してアンドゲート５７とノアゲート５８のい
ずれにも入力しており、変速段信号５３もアンド
ゲート５７とノアゲート５８のいずれにも入力し
ている。電源とインバータ５５の間にはトランジ
スタ５９と抵抗R2が直列に接続してあり、トラ
ンジスタ５９のベースにはアンドゲート５７の出
力が接続してある。また、ノアゲート５８と単安
定マルチ回路４８の両出力はオア回路４９内のオ
アゲート６０に入力しており、オアゲート６０の
出力は駆動回路５０内のトランジスタのベースに
接続してある。
次に、本実施例の作用を第８図のタイミングチ
ヤートとともに説明する。
この実施例ではエンジンの回転数（イグニツシ
ヨンパルス）に比例してクラツチトルクを増加さ
せていく動作をし、車速信号５２、及び変速段信
号５３はそれぞれ設定車速以上になつた時及び
３、４速段になつた時にハイレベルの信号となる
特性を有するものである。
設定車速以下で１、２速段で走行しているとき
（第８図中の範囲）。
イグニツシヨンパルス４５は波形整形回路４６
に入力するが、イグニツシヨンパルス４５の波形
にはＤで示す様に自励振動を含んでいるので波形
整形回路４６を通過することでＥに示す様な矩形
波となつて微分回路４７に伝えられる。この矩形
波Ｅは微分回路４７で微分されてＦの波形とな
り、単安定マルチ回路４８に入力する。単安定マ
ルチ回路４８では、微分した信号Ｆのうち正側に
信号が出力された時のみ作動し、T1時間だけ正
電位を出力するパルス波Ｍを発生する。このパル
ス波Ｍのパルス幅T1は単安定マルチ回路４８内
のコンデンサＣと抵抗R1R2よつて決定される時
定数で決定される。
｛T1＝0.69C×R1・R2／（R1＋R2）｝このパル
ス波Ｍがハイレベルであればオアゲート６０を介
して駆動回路５０内のトランジスタはスイツチン
グしてオンとなり、コイル７に断続的な電流を流
すことになり、そのクラツチトルクの特性は第５
図中ｇの曲線となる。
車速が設定車速以下で、３、４速段に噛合せて
ある場合、（第８図中の範囲）。
車速信号５２はローレベルであり、変速段信号
５３はハイレベルであることからアンドゲート５
７はハイレベルを出力し、ノアゲート５８はロー
レベルを出力する。アンドゲート５７からのハイ
レベルの信号でトランジスタ５９はオフし、単安
定マルチ回路４８の発生するパルス波Ｍはパルス
幅が変り、T2の幅の大きいパルス波となる（時
定数はT2＝0.69×Ｃ×R1となる）。これにより、
クラツチトルクの特性は第５図中ｉの曲線とな
り、クラツチトルクは大きくなる。
車速が設定車速以上で、１、２速段に噛合わせ
てある場合、（第８図中の範囲）。
車速信号５２はハイレベルであり、変速段信号
５３はローレベルであり、アンドゲート５７はロ
ーレベルを出力し、ノアゲート５８はハイレベル
を出力している。よつて、ノアゲート５８のハイ
レベルの信号はオアゲート６０を通過して駆動回
路５０のトランジスタをオンさせ続け、クラツチ
を直結状態に維持し、第５図中ｈの特性を示す。
車速が設定車速以上であり、３、４速段に噛合
せてある場合、（第８図中で示す範囲）。
車速信号５２、変速段信号５３はいずれもハイ
レベルであり、アンドゲート５７、ノアゲート５
８はいずれもローレベルを出力している。よつ
て、トランジスタ５９はオンし、単安定マルチ回
路４８はT1のパルス幅Ｍを発生させ、クラツチ
トルク特性は第５図中ｊの曲線となる。
本発明は上述の様に構成したので、低歯車比の
変速段においてはそのクラツチトルク特性を設定
車速の前後において不連続にすることができ、設
定車速以下では発熱を防止でき、設定車速以上に
おいてはカーノツクを防止することができるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は車輛用電磁粉式クラツチの一例を示す
断面図、第２図は第１図の−線に沿う断面
図、第３図は電流制御の基本回路、第４図は従来
のクラツチトルク曲線を示す線図、第５図は本発
明の実施例におけるクラツチトルク曲線を示す線
図、第６図は本実施例における制御装置のブロツ
ク図、第７図は同上の具体的な電気回路図、第８
図は第７図中各部における波形を示すタイミング
チヤートである。 １……電磁粉式クラツチ、４……クラツチケー
ス、５……クランク軸、６……ドライブプレー
ト、７……コイル、８……ドライブメンバ、９…
…変速機入力軸、１０……ドリブンメンバ、１１
……ギヤツプ、５２……車速信号、５３……変速
段信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ クランク軸と一体結合されたコイル内蔵のド
    ライブメンバ、該ドライブメンバに対し電磁粉を
    集積するギヤツプを介して変速機入力軸のドリブ
    ンメンバを近接嵌合させ、制御装置からのクラツ
    チ電流を上記コイルに供給して、電磁力を介して
    上記ドライブ及びドリブンメンバを一体的に拘束
    することで動力伝達する車輛用電磁式クラツチに
    おいて、所定の車速を検出する車速信号またはエ
    ンジン回転信号と変速機の変速段を検出する変速
    段信号を入力し、歯車比の低い変速段においては
    所定の車速、または所定のエンジン回転信号の前
    後でクラツチトルク特性をエンジンの全開トルク
    よりクラツチトルクが小さい領域を増大するよう
    に不連続にさせることを特徴とする車輛用電磁式
    クラツチの制御装置。
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