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JP2717253B2 - 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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JP2717253B2
JP2717253B2 JP3319788A JP3319788A JP2717253B2 JP 2717253 B2 JP2717253 B2 JP 2717253B2 JP 3319788 A JP3319788 A JP 3319788A JP 3319788 A JP3319788 A JP 3319788A JP 2717253 B2 JP2717253 B2 JP 2717253B2
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control
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浩 田中
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Fuji Jukogyo KK
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Publication date
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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、高地におけるクラッチトルクの制御に関するもので
ある。
【従来の技術】
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
シフトレバーの操作，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、上記車両用自動クラッチのトルク制御に関して
は、例えば特開昭60−256632号公報の先行技術がある。
ここで、発進領域ではクラッチトルクをエンジン回転数
に応じて増大し、設定車速以上の直結領域ではクラッチ
トルクをエンジン軸トルクに対応して制御することが示
されている。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記先行技術のものにあっては、クラッチ
トルクをエンジン軸トルクと対応させているので電力消
費を軽減できる利点があるが、その半面エンジン軸トル
クの検出，クラッチトルクの制御が複雑になり、過渡時
の応答遅れが避けられない。また、エンジン軸トルクと
してエンジン負荷，即ちスロットル弁開度を用いると、
スロットル弁開度に対してエンジン出力が変動する場合
にはその補正手段が必要になる。 ここで高地では、平地に比べて気圧の低下によりエン
ジンの吸気充填効率が悪化し、その結果としてエンジン
トルクが顕著に低下する。クラッチの特性は、例えば第
４図に示すように、エンジントルクTeに対してクラッチ
トルクTcがエンジン回転数に応じ徐々に上昇する特性に
設定され、両トルクTe,Tcが一致するストール点Ｐの回
転数N1までクラッチを滑らせてスムーズな発進性能を得
ている。このため、上述のように高地でエンジントルク
Teが破線のように低下すると、ストール点はＰ′のよう
になってその回転数N1′も低下し、実線のクラッチトル
クTcは破線のエンジントルクTeに比し過大な伝達トルク
となって、発進特性も悪化する。このことから、上記発
進領域等においては高地対策を施すことが必要になる。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもの、高地
での発進特性等を改善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する。
【課題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、エンジンからの
動力を変速機を介して車輪に伝達する駆動系に設けられ
た発進クラッチで、制御ユニットからの信号によりクラ
ッチトルクを制御する自動クラッチの制御装置におい
て、上記制御ユニットは大気圧の低下を検出する手段
と、該検出手段からの信号によりエンジントルクの低下
を算出する手段とを有し、該算出手段からの低下値によ
り、上記クラッチトルクを減少補正することを特徴とす
る。
【作用】
上記構成に基づき、高地走行時にエンジントルクが低
下する場合は、気圧変化によるエンジントルクの低下分
だけクラッチトルクが減少補正されることで、クラッチ
トルクはエンジントルクの低下に応じて立上りが緩やか
になり、ストール回転数が平地と略同一になって平地並
の発進特性を得るようになる。 こうして本発明では、高地でのストール回転数の低下
による発進特性等の悪化を防ぐことが可能になる。
【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、自動クラッチとして電磁クラッチを
用い、この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、電磁粉式等の電磁クラッチ2,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組のリ
ダクションギヤ5,出力軸6,ディファレンシャルギヤ７お
よび車軸８を介して駆動輪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を備えたプー
リ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,15a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プーリ押付力を付与し、プライ
マリ圧による駆動ベルト16のプーリ14,15に対する巻付
け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のプライマリプーリ回転数センサ2
1,セカンダリプーリ回転数センサ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ー25は、前後進切換装置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、
スロットル弁側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の電磁クラッチ制御
系と無段変速制御系について説明する。 先ず、電磁クラッチ制御系においては、エンジン回転
数Neとシフト位置センサ26のR,D,Ds以外のパーキング
（Ｐ），ニュートラル（Ｎ）レンジ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Ne＜30
0rpmの場合、またはP,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
リプーリ回転数センサ22の回転（以下車速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、発進モード電流設定部35,ド
ラッグモード電流設定部36,直結モード電流設定部37に
入力する。 発進モード電流設定部35は、通常の発進またはエアコ
ン，チョーク使用の発進の場合において、エンジン回転
数Ne等との関係で発進特性を各別に設定する。そしてス
ロットル開度θ，車速V,R,D,Dsの各走行レンジにより発
進特性を補正して、クラッチ電流を設定する。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
速でアクセル解放の場合に微少のドラッグ電流を定め、
電磁クラッチ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、R,D,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
らの電磁設定部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。 次いで、無段変速制御の変速速度制御系について述べ
ると、プライマリプーリ回転数センサ21,セカンダリプ
ーリ回転数センサ22のプライマリ回転数Npとセカンダリ
回転数Nsは実変速比算出部40に入力し、実変速比ｉ＝Np
/Nsにより実変速比ｉを算出する。この実変速比ｉとス
ロットル開度センサ29のスロットル開度θは目標プライ
マリプーリ回転数検索部41に入力し、シフト位置センサ
26からの信号によりR,D,Dsの各レンジ毎に変速パターン
に基づくｉ−θのマップを用いて目標プライマリ回転数
ＮPDを検索する。目標プライマリ回転数ＮPDとセカンダ
リ回転数Nsは目標変速比算出部42に入力し、目標変速比
isがis＝ＮPD/Nsにより算出される。そしてこの目標変
速比isは目標変速比変化速度算出部43に入力し、一定時
間の目標変速比isの変化量により目標変速比変化速度di
s/dtを算出する。そしてこれらの実変速比i,目標変速比
is,目標変速比変化速度dis/dtと、係数設定部44の係数K
1,K2は変速速度算出部45に入力し、変速速度di/dtを以
下により算出する。 di/dt＝K1（is−ｉ）＋K2・dis/dt 上記式において、is−ｉは目標と実際の変速比偏差の
制御量、dis/dtは制御系の遅れ補正要素である。 上記変速速度di/dt,実変速比ｉはデューティ比検索部
46に入力する。ここで、操作量のデューティ比Ｄが、Ｄ
＝ｆ（di/dt,i）の関係で設定されることから、アップ
シフトとダウンシフトにおいてデューティ比Ｄがdi/dt
−ｉのマップを用いて検索される。そしてこの操作合量
のデューティ比Ｄの値は、駆動部47を介して油圧制御回
路17の変速速度制御用ソレノイド弁48に出力する。 続いて、無段変速制御のライン圧制御系について述べ
る。エンジン回転数センサ19,スロットル開度センサ29
のエンジン回転数Neとスロットル開度θが入力するエン
ジントルク検索部50を有し、θ−Neのトルク特性マップ
からエンジントルクＴを求める。このエンジントルクＴ
と実変速比算出部40の実変速比ｉの信号は、目標ライン
圧設定部51に入力し、エンジントルクに応じた必要ライ
ン圧と実変速比ｉの積で目標ライン圧ＰLdを定める。一
方、エンジン回転数によりポンプ吐出圧が変化するのに
伴いライン圧最大値が変動することから、この変動状態
を検出するためエンジン回転数Neと実変速比ｉが入力す
る最大ライン圧検索部52を有し、Ne−ｉのマップにより
最大ライン圧ＰLmaxを求める。目標ライン圧ＰLdと最大
ライン圧ＰLmaxは減圧値算出部53に入力し、最大ライン
圧ＰLmaxに対する目標ライン圧ＰLdの割合でライン圧Ｐ
LRを算出するのであり、これがデューティ比検索部54に
入力してライン圧ＰLRに応じたデューティ比Ｄを定め
る。そして、このデューティ信号が駆動部55を介してラ
イン圧制御用ソレノイド弁56に出力するように構成され
ている。 そこで、上記制御系において電磁クラッチの高地対策
について述べると、大気圧センサ60を有し、このセンサ
信号がエンジントルク低下率算出部61に入力する。エン
ジントルク低下率算出部61は、平地の大気圧PO（760mmH
g）と大気圧センサ60による高地の大気圧P1とによりエ
ンジントルク低下率αを、α＝ｆ（P1/PO）により算出
し、この低下率αを直接補正係数として出力判定部33に
出力する。出力判定部33は、発進モード電流設定部35の
出力が入力する発進モードにおいて、クラッチ電流Ic
が、エンジン回転数Neとの関係でIc＝ｆ（Ne）に設定さ
れている場合に、Ic＝ｆ（Ne）・αの乗算によりクラッ
チ電流を補正するようになっている。 次いで、このように構成された無段変速機の変速制御
装置の作用について説明する。 先ず、エンジン１からのアクセルの踏込みに応じた動
力が、電磁クラッチ2,前後進切換装置３を介して無段変
速機４のプライマリプーリ14に入力し、駆動ベルト16,
セカンダリプーリ15により変速した動力が出力し、これ
が駆動輪９側に伝達することで走行する。 そして上記走行中において、実変速比ｉの値が大きい
低速段においてエンジントルクＴが大きいほど目標ライ
ン圧が大きく設定され、これに相当するデューティ信号
がソレノイド弁56に入力して制御圧を調圧し、その平均
化した圧力でライン圧制御することで、ライン圧ＰLを
高くする。そして、高速段に移行するにつれて変速比ｉ
が小さくなり、エンジントルクＴも小さくなるに従い同
様に作用することで、ライン圧ＰLは低下合するように
制御されるのであり、こうして常に駆動ベルト16での伝
達トルクに相当するプーリ押付け力を作用する。 上記ライン圧ＰLは、常にセカンダリシリンダ15aに供
給されており、ソレノイド弁48の制御圧による図示しな
い変速速度制御弁によりプライマリシリンダ14aに給排
油することで、変速速度制御されるのであり、これを以
下に説明する。 先ず、プライマリプーリ回転数センサ21,セカンダリ
プーリ回転数センサ22およびスロットル開度センサ29か
らの信号Np,Ns,θが読込まれ、制御ユニット20の実変速
比算出部40で実変速比ｉを求める。また、目標プライマ
リプーリ回転数検索部41では実変速比i,スロットル開度
θにより一旦目標プライマリ回転数ＮPDがマップにより
検索され、目標変速比算出部42でこの目標プライマリ回
転数ＮPDに対応した目標変速比isが算出される。従っ
て、プライマリ回転数一定の領域では、目標変速比isが
Ns−θ法により算出したものと同一の固定値になるが、
プライマリ回転数可変の領域では、目標変速比isがNs−
θ法により算出したものに比べ、低速段側にオフセット
して設定され、更にその目標変速比isが自ら変化する値
になる。 これらの実変速比i,目標変速比isおよび目標変速比変
化速度算出部43のdis/dt,係数設定部44の係数K1,K2を用
いて変速速度算出部45で変速速度di/dtを求める。そし
て、デューティ比検索部46で変速速度di/dtと実変速比
ｉに基づいてデューティ比Ｄが検索される。 上記デューティ信号は、ソレノイド弁48に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁を
給油と排油の２位置で繰返し動作する。ここでデューテ
ィ比が小さくなると、オフ時間により変速速度制御弁は
給油位置での動作時間が長くなってプライマリシリンダ
14aに給油するようになり、こうしてアップシフトす
る。一方、デューティ比が大きくなると、逆にオン時間
により排油位置での動作時間が長くなってプライマリシ
リンダ14aは排油され、これによりダウンシフトする。
そしてこの場合の変速速度di/dtはデューティ比の変化
に対応していることから、目標変速比isと実変速比ｉの
偏差が小さい場合は、デューティ比の変化が小さくプラ
イマリシリンダ14aの流量変化が少ないことで変速スピ
ードが遅くなる。一方、目標変速比isと実変速比ｉの偏
差が大きくなるに従ってデューティ比の変化によりプラ
イマリシリンダ14aの流量変化が増して、変速スピード
が速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速
速度を変えながらアップシフトまたはダウンシフトして
無段階に変速することになる。 次いで、電磁クラッチの制御を第３図の電流特性を参
照して述べる。 先ず、シフトレバーをＤレンジにシフトすると、ドラ
ッグモード電流設定部36により微少なドラッグ電流IDが
流れ、電磁クラッチ２はドラッグトルクを生じてギヤの
ガタ詰め等を行う。次いで、アクセル踏込みにより発進
する場合は、発進モード電流設定部35によりエンジン回
転数に応じたクラッチ電流Icが流れ、電磁クラッチ２は
トルクが徐々に上昇して係合する。そして設定車速にな
ると。直結モード電流設定部37が選択されて直結モード
に切換わり、アクセル踏込みまたは開放時の直結電流Ｉ
HまたはＩLが流れることで、電磁クラッチ２は係合状態
を保つ。また、アクセル開放の減速時に設定車速以下に
なると、ドラッグモード電流設定部36によるドラッグモ
ードになり、零電流で電磁クラッチ２は解放してエンス
トを防ぎ、その後に再びドラッグトルクを生じる。P,N
レンジでは、逆励磁モード判定部32により逆方向の電流
−Isが流れ、電磁クラッチ２の残留磁気が除去されるの
である。 そこで、上記制御においてエンジントルク低下率算出
部61では、大気圧センサ60による大気圧に基づいてエン
ジントルクを低下率αが算出されており、平地ではエン
ジントルク低下率α＝１になって、発進モードは補正さ
れない。一方、高地において気圧が低下するとエンジン
トルク低下率α＜１に設定され、高度が高くなるに従っ
てエンジントルクの低下率αの率は０に近づく。このた
め出力判定部33では、発進モードにおいてクラッチ電流
Icがｆ（Ne）・αにより補正されることで、クラッチ電
流と共にトルクは破線のように緩やかに上昇する。従っ
て、第４図に示すようにこの場合のストール点はＰ″の
ようになり、この回転数が平均と略同一のN1になって、
エンジントルクとクラッチ特性ととの関係は平地と同じ
ものになる。 なお、直結モードの直結電流もエンジントルクの低下
に応じて減少補正しても良い。 以上、本発明の実施例について述べたが、発進を自動
制御する全てのクラッチに適用でき、変速機も実施例に
限定されない。
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、 車両用自動クラッチのクラッチ制御において、クラッ
チトルクの立上りが高地ではエンジントルクの低下に応
じて減少補正され、ストール回転数が平地と同一になる
ので、所望の発進駆動力が得られて、発進性，走行性が
向上する。 大気圧の変化によりエンジントルク低下状態が確実に
検出でき、この低下分を補正係数に用いることで、高度
に応じて比例的に補正し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の車両用自動クラッチの制御装置の実施
例の概略を示す構成図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図はクラッチ電流の特性図、 第４図はエンジンとクラッチのトルク特性図である。 ２……電磁粉式クラッチ、20……制御ユニット、33……
出力判定部、35……発進モード電流設定部、60……大気
圧センサ、61……エンジントルク低下率算出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 63:46

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンからの動力を変速機を介して車輪
    に伝達する駆動系に設けられた発進クラッチで、制御ユ
    ニットからの信号によりクラッチトルクを制御する自動
    クラッチの制御装置において、 上記制御ユニットは大気圧の低下を検出する手段と、該
    検出手段からの信号によりエンジントルクの低下を算出
    する手段とを有し、該算出手段からの低下値により、上
    記クラッチトルクを減少補正することを特徴とする車両
    用自動クラッチの制御装置。
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