JP2731925B2 - 乾式クラッチの制御装置 - Google Patents

乾式クラッチの制御装置

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JP2731925B2 JP63317275A JP31727588A JP2731925B2 JP 2731925 B2 JP2731925 B2 JP 2731925B2 JP 63317275 A JP63317275 A JP 63317275A JP 31727588 A JP31727588 A JP 31727588A JP 2731925 B2 JP2731925 B2 JP 2731925B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベルト式無段変速機等を備えた車両におい
て、乾式クラッチを電子制御する制御装置に関し、詳し
くは、発進時の半クラッチ状態の制御に関する。
〔従来の技術〕
近年、車両のクラッチとして、トルクコンバータ,電
磁式クラッチの他に乾式クラッチを用い、この乾式クラ
ッチを発進時や停車直前に自動的に接断制御することが
考えられている。
そこで、従来、上記乾式クラッチの制御に関しては、
例えば特開昭60-78119号公報の先行技術がある。ここ
で、発進時のクラッチ接続速度パターンとして、第1,第
2,第3の3つの速度パターンに分割して設定し、この速
度パターンに応じクラッチの操作速度を決定して制御す
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、発進時の
クラッチ接続速度のすべてを予め設定したパターンにの
み基づいて制御する方式であるため、発進時の走行抵抗
が変動したり、クラッチミート部が経年変化したような
種々の外乱要素に対し、適切に対処して制御することが
できない。このため、発進時の車両の挙動が外乱要素に
より変化し、安定した発進を常に行い難い。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、3つに分割された各領域のクラッチ
接続速度を適切に定め、種々の外乱に対処すると共に、
迅速かつ滑らかにクラッチミートすることが可能な乾式
クラッチの制御装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の乾式クラッチの制
御装置は、クラッチ断から発進制御を領域I,II,IIIに3
分割し、上記領域Iではエンジン回転数とスロットル開
度との関係でクラッチ接続速度を設定して移動し、上記
領域IIではエンジン回転数とエンジン回転数の変化との
関係でクラッチ接続速度を設定して移動し、上記領域II
Iでは所定のクラッチ接続速度で移動して完全係合する
ものである。
〔作用〕
上記構成に基づき、乾式クラッチの発進時の初期の領
域Iでは、発進意志と走行抵抗とに基づき適切にクラッ
チ接続速度を設定して移動され、クラッチミート付近の
領域IIでは、外乱要素,走行状態によるエンジン回転数
の上昇状態を加味したクラッチ接続速度で緩やかに移動
され、クラッチミート後の領域IIIでは、迅速に移動し
て完全に係合するようになる。
〔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、乾式クラッチに無段変速機を組合わ
せた駆動系について述べると、エンジン1のクランク軸
2が乾式クラッチ3のフライホィール4に連結する。乾
式クラッチ3はフライホィール4にダイヤフラムスプリ
ング5を有するクラッチプレート6が対向配置し、この
スプリング5にレリーズレバー7を介しアクチュエータ
の例えばDCモータ8等が連結して成る。DCモータ8はブ
レーキ機構を内蔵して通電の停止により任意の位置に停
止保持するものであり、回転を直線変位に変換してレリ
ーズレバー7を操作する。ここで、例えばDCモータ8の
正転によるレバー7の操作でフライホィール4とクラッ
チプレート6を摩擦力で機械的に係合して接続し、DCモ
ータ8の逆転によるレバー7の操作でその係合を解いて
切断する。また、かかるDCモータ8の正逆転時に通電を
デューティ制御し、回転速度を可変とし、クラッチ位置
の変化速度をデューティ比に応じて可変にする構成であ
る。
上記乾式クラッチ3のクラッチプレート6は、前後進
切換装置9を介して無段変速機10のプライマリ11に連結
し、このプライマリ軸11のプライマリプーリ12とセカン
ダリ軸13のセカンダリプーリ14にベルト15が巻装され
る。セカンダリ軸13はリダクションギヤ16を介しディフ
ァレンシャル装置17に連結し、ディファレンシャル装置
17から車輪側に伝動構成される。無段変速機10はセカン
ダリプーリ14のライン圧,プライマリプーリ12のプライ
マリ圧をソレノイド弁等で電子制御することで、伝達ト
ルクに応じたプーリ押付力を付与し、更にベルト15の巻
付け径の比を変えて自動的に無段変速する構成である。
制御系について述べると、セレクトレバー側のシフト
位置センサ20,アクセルペダル側のアクセルスイッチ21,
エンジン回転数センサ22,スロットル開度センサ23,プラ
イマリプーリ回転数センサ24,セカンダリプーリ回転数
センサ25,更にモータ側でクラッチ位置を検出するクラ
ッチ位置検出器26を有する。そして、これらの各信号が
電子制御ユニット27に入力し、制御ユニット27からのモ
ータ制御信号がDCモータ8に出力して乾式クラッチ3の
クラッチ位置を制御する。また、制御ユニット27からの
変速制御とライン圧制御の各信号は油圧制御回路28に出
力し、無段変速機10を変速制御するようになっている。
第2図において電子制御系について述べる。
先ず、無段変速制御系について述べると、変速速度制
御部30とライン圧制御部31とを有する。変速速度制御部
30は、実変速比算出部32でプライマリプーリ回転数セン
サ24,セカンダリプーリ回転数センサ25のプライマリプ
ーリ回転数Np,セカンダリプーリ回転数Nsにより実変速
比iを算出し、目標変速比算出部33で目標プライマリプ
ーリ回転数Npd,セカンダリプーリ回転数Nsにより目標変
速比isを算出する。そして変速速度算出部34では、これ
らの実変速比i,目標変速比isの偏差等により変速速度di
/dtを求め、これに応じたデューティ信号をソレノイド
弁35に出力して実変速比iを目標変速比isに追従制御す
る。ライン圧制御部31は、スロットル開度センサ23のス
ロットル開度θ,エンジン回転数センサ22のエンジン回
転数NeによりエンジントルクTを求め、これと実変速比
iにより目標ライン圧PLDを設定する。そして、この目
標ライン圧PLDに応じたデューティ信号をソレノイド弁3
6に出力して、伝達トルクに応じライン圧制御する。
次いで、クラッチ制御系について述べると、発進意志
の有無と共にクラッチ状態を判断するため、クラッチ断
判定部41,半クラッチ判定部42,クラッチ接判定部43を有
する。クラッチ断判定部41はシフト位置センサ20のシフ
ト位置がパーキング(P),ニュートラル(N)の場
合、そのシフト位置がドライブ(D),リバース(R)
でアクセルOFFの走行状態で、更にエンストを防止する
ための所定の直結速度以下の場合にクラッチ解放を判断
する。
半クラッチ判定部42は、シフト位置がD,RでアクセルO
N、更にクラッチ断判定部41により前回がクラッチ断制
御の場合に半クラッチ状態を判断する。クラッチ接判定
部43は、後述するように半クラッチ制御によりクラッチ
接領域に入った場合、アクセルOFFの走行状態で直結車
速以上の場合にクラッチ係合を判断する。
クラッチ断判定部41の判断結果は比較制御部44に入力
し、比較制御部44から駆動部45を介してDCモータ8に逆
転信号が出力する。また、接続速度設定部46から所定の
クラッチ接続速度1の信号が駆動部45に入力し、クラ
ッチ接続速度1に応じたデューティ信号が出力してモ
ータ回転速度を制御する。
半クラッチ判定部42に対しては、接続初期の領域I,半
クラッチ制御の領域II,完全係合の領域IIIの3つに分割
された領域I判定部47,領域II判定部48,領域III判定部4
9を有する。領域I判定部47は、半クラッチ判定部42の
出力で最初に選択されるものであり、領域I判定部47の
出力とエンジン回転数Ne,スロットル開度θが接続速度
設定部50に入力する。ここで領域Iのクラッチ接続速度
2は、第3図(a)のようにスロットル開度θに対し
ては増大関数で、エンジン回転数Neに対しては減少関数
で設定され、発進意志と共にスロットル開度θが大きい
程、走行抵抗によりエンジン回転数Neの上昇が小さい程
2が大きくなる。また、エンジン回転数Neの上昇に応
じクラッチ接続速度2は顕著に小さくなり、領域IIに
滑らかに移行するようになっている。そこでかかるスロ
ットル開度θ,エンジン回転数Neのマップで検索された
クラッチ接続速度2が、比較制御部44に入力してDCモ
ータ8の正転を指示し、駆動部45に入力してクラッチ接
続速度2に応じたデューティ信号をを出力する。
領域II判定部48は、上記領域Iのクラッチ接続速度
2において例えば最小の2nで選択され、それより2
小さいと領域II判定部48に移行し、領域II判定部48の出
力とエンジン回転数Neおよびエンジン回転数変化算出部
51で算出されたエンジン回転数変化eとが接続速度設
定部II52へ入力する。ここで、領域IIのクラッチ接続速
3は、第3図(b)のようにエンジン回転数変化
eに対し増大関数で設定され、外乱要素によりエンジン
回転数変化eが低下した場合にクラッチ接続速度3
を減じてエンジン回転数の上昇を促す。また、クラッチ
接続速度3はエンジン回転数Neに対しても増大関数で
設定され、領域IIIに滑らかに移行するようになってい
る。そこでかかるエンジン回転数Ne,エンジン回転数変
化eのマップで検索されたクラッチ接続速度3が、
上述と同様に比較制御部44と駆動部45とに入力して指示
する。
領域III判定部49は、ミート検出部54においてNe=Np
が検出された時点で選択され、接続速度設定部53でモー
タ正転と所定の接続速度4とを出力する。更にクラッ
チ接続判定部43は、接続速度設定部53の出力が所定時間
経過した後に選択され、比較制御部44でDCモータ8を最
大クラッチ位置に停止保持するようになっている。
次いで、かかる構成の制御装置の作用を、第4図のフ
ローチャートと第5図のタイムチャートを用いて述べ
る。
先ず、停車時にN,Pへのシフト位置,またはD,Rのシフ
ト位置でもアクセルOFFの場合は、クラッチ断判定部41
が選択される。そこで、比較制御部44と接続速度設定46
とによりDCモータ8は所定の速度で逆転駆動され、これ
により乾式クラッチ3は接続開始位置に戻ってクラッチ
解放状態を保っている。
次いで、上記クラッチ断制御の後にD,Rのシフト位置
でアクセルONすると、半クラッチ判定部42により先ず領
域I判定部47が選択され、接続速度設定部I50でクラッ
チ接続速度2がスロットル開度θ,エンジン回転数Ne
のマップにより設定される。ここで、エンジン回転数Ne
は第5図(c)のように低い状態から急に上昇すること
から、クラッチ接続速度2は最初大きい値であるが急
激に小さい値に変化し、これにより第5図(b)のよう
に乾式クラッチ3は、迅速かつ円滑に接続方向に移動す
る。一方、スロットル開度θが大きい場合は、クラッチ
接続速度2が全体的に大きく設定され、このため破線
のようにエンジン回転数Neの立上りが大きいのに対応し
て乾式クラッチ3の移動も速くなる。
そして22nになると、領域II設定部48が選択さ
れて半クラッチ制御域に移行し、接続速度設定部II52で
クラッチ接続速度3がエンジン回転数Ne,エンジン回転
数変化eのマップにより改めて設定される。この領域
IIではクラッチ係合力により動力伝達が始まり、第5図
(c)のようにクラッチ出力側のプライマリプーリ回転
数Npが上昇を開始することで、エンジン回転数Neの上昇
は緩やかになる。従って、このエンジン回転数変化e
に対応してクラッチ接続速度3は小さい値になり、乾
式クラッチ3は第5図(b)のように緩やかに移動し、
一点鎖線のように外乱要素によりe≦0になると3
≒0になってエンジン回転数Neの上昇を促す。また破線
のようにエンジン回転数Ne,プライマリプーリ回転数Np
の高い場合はクラッチ接続速度3の値も大きくなり、
乾式クラッチ3は一段とミート方向に移動する。
こうして、スロットル開度θが異なる実線と破線の場
合でも、略同一時期にNe=Npのミート点に達し、このと
き領域III判定部49が選択され、接続速度設定部III53に
よるクラッチ接続速度4により乾式クラッチ3は更に
移動して完全に係合する。このとき所定時間経過する
と、上述の発進モードがクリアされてクラッチ接判定部
43が選択され、DCモータ8により乾式クラッチ3は係合
状態に保持されるのである。
次いで、上述のようにクラッチ係合した後は、エンジ
ン動力がそのまま無段変速機10に入力し、変速速度制御
部30とライン圧制御部31とにより無段変速された動力が
出力して走行する。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものでは
なく、油圧式クラッチ,他の変速機にも適用し得る。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば、 乾式クラッチの発進制御において、接続初期の領域I
ではクラッチ接続速度がエンジン回転数とスロットル開
度とにより設定して制御されるので、発進意志や走行抵
抗に応じて迅速かつ円滑にクラッチをミート付近に移行
し得る。
さらに、車両の挙動に影響する半クラッチの領域IIで
はクラッチ接続速度がエンジン回転数とその変化とによ
り設定して制御されるので、クラッチはエンジン回転数
の上昇を促しながら移動し、滑らかにクラッチミートし
得る。
また、領域I,IIでは共にエンジン回転数によりクラッ
チ接続速度が可変制御されるので、クラッチの移動が滑
らかになり、スロットル開度の大,小に対しクラッチミ
ート点を略同一に制御し得る。
さらにまた、クラッチポジションセンサによるクラッ
チ位置の検出,およびその位置制御が不要であるので、
構造が簡素化する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の乾式クラッチの制御装置の実施例を示
す全体構成図、 第2図は制御系のブロック図、 第3図(a),(b)はクラッチ接続速度の特性図、 第4図は作用のフローチャート図、 第5図はクラッチ制御の状態を示す図である。 3……乾式クラッチ、8……DCモータ、27……制御ユニ
ット、47……領域I判定部、48……領域II判定部、49…
…領域III判定部、50,52,53……接続速度設定部
───────────────────────────────────────────────────── 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 59:42 59:46

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クラッチ断から発進制御を領域I,II,IIIに
    3分割し、 上記領域Iではエンジン回転数とスロットル開度との関
    係でクラッチ接続速度を設定して移動し、 上記領域IIではエンジン回転数とエンジン回転数の変化
    との関係でクラッチ接続速度を設定して移動し、 上記領域IIIでは所定のクラッチ接続速度で移動して完
    全係合することを特徴とする乾式クラッチの制御装置。
  2. 【請求項2】上記領域IIへの移行は、上記領域Iへのク
    ラッチ接続速度が所定値以下の時点とする請求項(1)
    記載の乾式クラッチの制御装置。
  3. 【請求項3】上記領域IIIへの移行は、クラッチ入・出
    力回転数が一致した時点とする請求項(1)記載の乾式
    クラッチの制御装置。
  4. 【請求項4】上記領域Iのクラッチ接続速度は、スロッ
    トル開度に対し増大関数で、エンジン回転数に対し減少
    関数で設定する請求項(1)記載の乾式クラッチの制御
    装置。
  5. 【請求項5】上記領域IIのクラッチ接続速度は、エンジ
    ン回転数とその変化に対し増大関数で設定する請求項
    (1)記載の乾式クラッチの制御装置。
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JP4570350B2 (ja) * 2003-11-07 2010-10-27 日野自動車株式会社 クラッチ制御装置
JP4939976B2 (ja) * 2007-02-26 2012-05-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 自動クラッチを備えた車両の制御装置および制御方法

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