JP5895274B2

JP5895274B2 - 電磁クラッチ固着緩和装置

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Publication number: JP5895274B2
Application number: JP2011212756A
Authority: JP
Inventors: 栗本　隆志; 隆志栗本; 下永吉　裕親; 裕親下永吉; 講次山岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: JP2013071630A

Description

本発明は、ハイブリッド車等のエンジンとモータジェネレータとの間に設けられた電磁クラッチが錆等で固着しないようにする電磁クラッチ固着緩和装置に関する。

車両の動力源としてエンジンとモータとを併有し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド自動車が知られている（例えば、特開平１１−２８５１０７号公報参照（特許文献１））。

このようなハイブリッド自動車やアイドルストップ車等に搭載される空調装置のコンプレッサも、エンジンに連結されて得られる駆動力と、モータによる駆動力の２つの駆動手段を有するものが存在する（例えば、実開平６−８７６７８号公報（特許文献２））。

このコンプレッサは、走行用エンジンと連結されて駆動力を得る場合と、バッテリによって駆動されるモータによって駆動力を得る場合とがあり、これらの両駆動源を選択的に使用する。具体的には、エンジンとモータジェネレータ（モータとその発電機及びスタータとしての機能を有する）との間に電磁クラッチを設け、エンジンとモータとの両駆動源を選択的に連結することでコンプレッサを駆動する。具体的には、エンジンが駆動している場合には電磁クラッチの摩擦プレートを吸着させることで回転軸とエンジンとを連結して駆動力を得、一方、エンジンが停止している場合には電磁クラッチの摩擦プレートを解放することでモータの回転による駆動力を得るようになっている。

しかしながら、上述のように電磁クラッチの作動によりコンプレッサの駆動力を得る制御構成の場合、長期間使用しないと表面に錆が発生し、その結果、部品同士が固着して作動に難くなるという可能性がある。
これに対して例えば、特開平５−７９７２４号公報（特許文献２）、特開２００６−２５５５４９号公報（特許文献３）では、使用しない期間が所定時間に達したときに原動機を強制運転させることで錆の付着を排除するという方法が開示されている。

特開平１１−２８５１０７号公報実開平６−８７６７８号公報特開平５−７９７２４号公報特開２００６−２５５５４９号公報

しかしながら、上述するような原動機の作動には相当の消費電力を必要とする。また、エンジンが停止している状態で突然エンジン始動するとユーザは意図せず、不安・不快感を招くおそれがある。

本発明は、以上の事情に鑑みて創作されたものであり、長期間不使用でもエンジンとモータージェネレータとの間に配設される電磁クラッチの錆を防止し、電磁クラッチの吸着及び解放をスムーズにし得るような制御を構成する電磁クラッチ固着緩和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では、
エンジンとモータジェネレータとを備え、その間に電磁クラッチを配設し、該電磁クラッチが解放されるとエンジン駆動と分離してモータを単独で駆動させることが可能な自動車における電磁クラッチ固着緩和装置であって、前記エンジンの停止中に、該エンジン停止から所定時間経過後に自動的に電磁クラッチを一時解放する電磁クラッチ解放手段を有する、ことを特徴とする電磁クラッチ固着緩和装置を提供する。

上記目的を達成するために本発明では、
エンジンとモータとを備え、その間に電磁クラッチを配設し、該電磁クラッチが解放されるとエンジン駆動と分離してモータを単独で駆動させることが可能な自動車における電磁クラッチ固着緩和装置であって、前記エンジンの停止中に、該エンジン停止から所定時間経過後に自動的に電磁クラッチを一時解放する電磁クラッチ解放手段を有する、ことを特徴とする電磁クラッチ固着緩和装置を提供する。

本発明の電磁クラッチ固着緩和装置によれば、自動車を使用しないエンジン停止状態が所定時間経過するとエンジンとモータとの間の電磁クラッチを作動させ一時的に解放される。このとき電磁クラッチの摩擦プレート同士が定期的に分離され、錆による固着を抑制することができる。
また、本発明の方法を採用すると、原動機のような大電力消費装置を起動させなくても電磁クラッチの固着を防止可能となりバッテリ電力の消費を抑制することができる。さらに、本発明によれば使用者にとっての意図しない原動機作動をも回避することもできる。

本電磁クラッチ固着緩和方法によれば、電磁クラッチを解放するだけでなく、これだけで足りない場合を考慮しモータを駆動させることで電磁クラッチの摩擦プレート同士を擦り合わせ吸着させることで錆を削りとる工程を追加する。モータの作動は原動機に比べて作動音、振動も微弱であるため使用者に気付かれないままで、より確実に電磁クラッチ間の固着を防止することができる。

本発明の電磁クラッチ固着緩和装置によれば、自動車を長期間不使用でもエンジンとモータージェネレータとの間に配設される電磁クラッチの摩擦プレートの錆を防止し、電磁クラッチの吸着・解放をスムーズにすることができる。

本発明の電磁クラッチ固着緩和装置によれば、自動車を長期間不使用でもエンジンとモーターとの間に配設される電磁クラッチの摩擦プレートの錆を防止し、電磁クラッチの吸着・解放をスムーズにすることができる。

続いて、本発明の一実施形態に係る電磁クラッチ固着緩和装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、電磁クラッチ固着緩和装置で固着防止の対象となる電磁クラッチ及びその周辺装置についての概略を説明する。

図１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、エンジン）１と、バッテリによって駆動されるモータジェネレータ２の少なくとも２つの駆動源を有するハイブリッド車におけるコンプレッサ５の駆動及びコンプレッサ５で駆動する装置（ここでは空調装置３）を示す概略図である。なお、モータジェネレータ２は、走行駆動源であるモータとしての機能と発電機及びスタータとしての機能とを有するように構成されるものである。

コンプレッサ５や空調装置３を制御するためには、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）７が設けられる。このコントロールユニット７には、エンジン１、モータジェネレータ２や空調装置３から、マルチプレクサ（ＭＰＸ）９及びアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｃ）８等を介して各種信号が入力される。入力された信号は、コントロールユニット７内において実行されるプログラムに従って処理され、所定の制御信号として出力され、空調装置３や電磁クラッチ４等を制御する。

空調装置３のコンプレッサ５は、いわゆるエンジン及び専用のモータの２つの駆動源を有するコンプレッサである。電磁クラッチ４は、エンジン１とモータジェネレータ２との間の連結遮断を行う。電磁クラッチ４は、対向する摩擦プレート４ａ、４ｂを有し、コントロールユニット７の指令によりバッテリ（図示せず）と接続するとコイル（図示せず）で励磁される。励磁されると摩擦プレート４ａ、４ｂ同士が吸着してエンジン１の回転を回転軸６に伝達する。回転軸６に伝達されたエンジン１の回転はプーリ１２からプーリ１３に伝達し、コンプレッサ５を駆動させる。なお、プーリ１２とプーリ１４とはベルト１４で連結されている。

また、電磁クラッチ４は非励磁になると図２の矢印及び点線４ｂ’に示すように摩擦プレート４ｂが回転軸６上をスライドし摩擦プレート４ａ、４ｂを互いに解放する。電磁クラッチ４が解放されるとエンジン１の回転の伝達は電磁クラッチ４で遮断され、モータジェネレータ２のモータ駆動によりその回転がプーリ１２、１３、ベルト１４を介してコンプレッサ５を作動させる。

ここでエンジン１の稼働と電磁クラッチ４の作動との関係について説明する。エンジン１の始動時は、電磁クラッチをバッテリ（図示せず）と接続（ＯＮ）し、摩擦プレート４ａ、ｂを吸着させてモータジェネレータ２でエンジン１を始動させる。エンジン１の始動後、モータジェネレータ又はコンプレッサ作動不要時は、電磁クラッチをＣ／Ｕの指令により摩擦プレート４ａ、ｂを解放させ、モータジェネレータ２を引きずらないようにする。また、モータジェネレータ又はコンプレッサ作動必要時は、電磁クラッチ４をＣ／Ｕの指令により摩擦プレート４ａ、ｂを吸着させる。なお、アイドルストップ中にモータジェネレータ又はコンプレッサ作動必要時は、電磁クラッチ４を断切（ＯＦＦ）し摩擦プレート４ａ、ｂを解放させる。

ここでエンジン１を長期間使用しない場合について考える。エンジン１は前回の稼働において制動し、通常、電磁クラッチ４の摩擦プレート４ａ、ｂも吸着状態で停止している。このため、そのまま長期間放置すると電磁クラッチ４の摩擦プレート４ａ、ｂに錆が生じ、互いに固着していく可能性がある。このように電磁クラッチ４が固着状態になると走行時やアイドルストップ中に電磁クラッチ４を断切（ＯＦＦ）しようとしても摩擦プレート４ａ、ｂが解放されない又は解放しにくくなる。

本発明の電磁クラッチ固着緩和装置ではこのような問題を回避すべく提供されたものである。図２〜図３には本電磁クラッチ固着緩和装置における具体的な制御構成の一例を示している。
本電磁クラッチ固着緩和装置ではエンジン１の回転数、イグニッションコイル（図示せず）の前回の断切からの時間、電磁クラッチ４の前回作動後の不作動経過時間を検知している。そして、（１）イグニッションコイルの前回の断切からの長時間放置しているか否か、または（２）電磁クラッチ４の前回作動後に不作動であり長期間吸着状態を維持しているか否か、を同時並行的に判定し、上述する電磁クラッチ４の解放および吸着擦り合わせ作業を行う。

図２を参照しつつ（１）イグニッションコイルの前回の断切からの長時間放置しているか否かの判定について説明する。まず、エンジン回転数ｒ１を検知する（ＳＴＥＰ１）。この検知は本電磁クラッチ固着緩和装置によらず元来なされている。次に、イグニッションコイルが断切されたときからの経過時間ｔ１を検知する（ＳＴＥＰ２）。イグニッションコイルはエンジンの点火用変圧器であり、この装置の接続・断切（ＯＮ・ＯＦＦ）を検知することでエンジンの稼働の有無をデジタルに判断することができる。

次に、イグニッションコイルが最後に断切（ＯＦＦ）になってからの時間ｔ１が所定時間Ｔ１より経過しているか否か（ｔ１≧Ｔ１）、エンジン１の回転数ｒ１が０（ゼロ）か否か（ｒ１＝０）の判定を行う（ＳＴＥＰ３）。
イグニッションコイルの断切（ＯＦＦ）から所定時間Ｔ１経過しており、さらにエンジン１の回転数ｒ１が０の場合（ｔ１≧Ｔ１、及び、ｒ１＝０の場合）、電磁クラッチ４の解放及び吸着擦り合わせ作業が行われる（ＳＴＥＰ４）。

このＳＴＥＰ４では、まず（１）電磁クラッチ４の一時的な解放が指令される。この工程では電磁クラッチ４を断切する。この際、通常、電磁クラッチ４の摩擦プレート４ａ、ｂは互いに解放されるものであり、長期間不使用である場合（ｔ１≧Ｔ１の場合）であってもこの解放作動によって両摩擦プレート４ａ、ｂ間の多少の固着状態であれば緩和される。また、摩擦プレート４ａ、ｂ間に生じた錆による固着が進み、電磁クラッチ４の断切だけでは解放されない場合も考えられる。

したがって、本電磁クラッチ固着緩和装置ではさらなる工程を追加している。電磁クラッチ４の解放指令がなされると次に、（２）電磁クラッチ４を回転駆動させる。このときの回転数は予め設定された所定の回転数Ａ（ｒｐｍ）を駆動させる。この回転により摩擦プレート４ａ、ｂの接触面は互いに擦り合わされながら回転し（本明細書では「擦り合わせ吸着作動」と称している）、錆が削れていくと吸着状態から解放される。この工程により単なる電磁クラッチ４の解放だけよりも確実に摩擦プレート４ａ、ｂ間の固着を防止・解消することができる。電磁クラッチ４の所定回転数Ａ（ｒｐｍ）の回転駆動が終了すると、（３）そのまま惰性で停止する。そして、電磁クラッチ４は再び吸着が指令され、エンジン始動時し得る状態に戻る。

また、図３を参照しつつ（２）イグニッションコイルの前回の断切からの長時間放置しているか否かの判定について説明する。まず、図２のフローと同様にエンジン回転数ｒ１を検知する（ＳＴＥＰ１）。次に、電磁クラッチ４の前回作動後の不作動状態の経過時間ｔ２とを検知する（ＳＴＥＰ５）。そして、電磁クラッチ４の前回作動後からの不作動経過時間ｔ２が所定時間Ｔ２以上であるか否か（ｔ２≧Ｔ２であるか否か）を判定する（ＳＴＥＰ６）。判定の結果、不作動経過時間ｔ２が所定時間Ｔ２以上（ｔ２≧Ｔ２）である場合には、エンジン１の稼働状態も判定され、回転していない（ｒ１＝０）状態になるのを待って（ＳＴＥＰ７）、図２のＳＴＥＰ４と同様の電磁クラッチ４の解放工程が行われる（ＳＴＥＰ８）。

以上、本電磁クラッチ固着緩和装置の制御構成の一例を示してきたが、電磁クラッチ４を解放し、好ましくは擦り合わせ吸着（ＳＴＥＰ８）をする制御構成であれば他の構成であっても良い。例えば、上述する図２、図３のフロー図では（１）エンジン停止からの所定時間の判断をイグニッションコイルの前回の断切からの経過時間ｔ１の判定と、（２）電磁クラッチ４の不作動経過時間ｔ２の判定と、を並行的に行っているが、（１）（２）の両者の両条件を満足する場合やその他の条件を追加する場合が採用されることもあり得る。また、エンジン停止からの所定時間を予め定めた錆固着予想時間に設定しても良い。さらに、錆の発生は地域や季節等の環境因子によって変化するものであるため上記所定時間は、変更し得るものであっても良い。例えば、沿岸地や寒冷地等のディーラで納車前に設定できるようにしても良い。

また、本願発明に電磁クラッチ固着緩和装置は、走行用モータとは別にコンプレッサを駆動
するモータとしてモータジェネレータ２を使用することもできるので、走行用エンジン１が停止している場合にもコンプレッサ５を稼動させることができ、エンジン停止時にも空調装置３を継続して使用可能である。したがって、アイドルストップ車にも適用することができるものである。

以上、本発明の電磁クラッチ固着緩和装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で、さらなる他の変形例、改良例が得られることは当業者は理解できるであろう。

１エンジン
２モータジェネレータ
３空調設備
４電磁クラッチ
５コンプレッサ

Claims

エンジンとモータとを備え、その間に電磁クラッチを配設し、該電磁クラッチが解放されるとエンジンの駆動と分離してモータを単独で駆動させて走行することが可能な自動車における電磁クラッチ固着緩和装置であって、
前記エンジンの停止中に、該エンジン停止から所定時間経過しているか否かを判定し、該所定時間が経過した場合に自動的に電磁クラッチを一時解放する電磁クラッチ解放手段を有する、ことを特徴とする電磁クラッチ固着緩和装置。
前記電磁クラッチ解放手段は、一定時間、電磁クラッチを解放した後に、前記モータを駆動させることにより電磁クラッチの擦り合わせ吸着作動を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチ固着緩和装置。