JPH01208239A - 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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JPH01208239A
JPH01208239A JP63033197A JP3319788A JPH01208239A JP H01208239 A JPH01208239 A JP H01208239A JP 63033197 A JP63033197 A JP 63033197A JP 3319788 A JP3319788 A JP 3319788A JP H01208239 A JPH01208239 A JP H01208239A
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engine torque
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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
、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−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
！＆適副制御、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、りラッチト
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
機のクラッチトルク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で、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、エンジン回転数、
シフト位置、アクセルペダル、車速等の信号によりクラ
ッチトルクを制御するクラッチ制御系において、高度に
よる気圧の変化からエンジントルクの低下状態を検出し
、クラッチトルクをエンジントルクの低下分だけ減少補
正するように構成されている。
【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路間−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Ｊ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Ｈ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ｆｉ４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１
３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、両シリンタ１４ａ　、　
ＩＳａ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Ｗ４４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２１．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−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、スロットル弁開にスロット
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′＠磁ツクラッチ
制御系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　＜３００ｒｐＩＭ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ダリプーリ回転数セン
サ２２の回転（以下車速■）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
′＠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
アクセル開放の場合に微少のドラッグ電流を定め、″ｒ
ａｍ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
■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、これらの電流設定部３５．３８．３７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、！！殴突変速制御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Ｎｉｌ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１＝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、Ｄ
ｓの各レンジ毎に変速パターンに基づくｉ−θのマツプ
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１ｓ＝Ｎ
ＰＯ／Ｎｓにより算出される。そしてこの目標変速比ｉ
ｓ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ｄ
ｒ　ｓ／ｄ　ｔ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／ｄ　ｔ
と、係数設定部４４の係数に、、に２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　　＝に１　（１ｓ−ｉ　　）＋に２　　・
ｄｉｓ／ｄｔ上記式において、１ｓ−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はデユーティ比
検索部４６に入力する。ここで、操作量のデユーティ比
りが、Ｄ＝ｆ（旧／ｄｔ、　ｔ　）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ユー
ティ比りが旧／ｄｔ−ｉのマツプを用いて検索される。 そしてこの操作量のデユーティ比りの値は、駆動部４７
を介して油圧制御回路１７の変′遠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
。エンジン回転数セジサ１９．スロットル開度センサ２
９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
性マツ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ＰＬ
ｄ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
、この変動状層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、Ｎ
ｅ−１のマツプにより最大ライン圧ｐ　ｔ＋＊ａｘを求
める。目標ライン圧ＰＬｄと最大ライン圧Ｐ　１ｎａｘ
は減圧値算出部５３に入力し、最大ライン圧ｐ　ｉｍａ
ｘに対する目標ライン圧ＰＬｄの割合でライン圧ＰＬＲ
を算出するのであり、これがデユーティ比検索部５４に
入力してライン圧ＰＬＲに応じたデユーティ比りを定め
る。そして、このデユ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Ｐ　Ｏ
（７６０１１１１Ｈり）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３
３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２２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１
６．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、これに相当するデユーティ信号が
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は力を作用する。 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２
９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がマツプにより検索され、目標変速比算出
部４２でこの目標プライマリ回転ｆｉ　Ｎ　ＰＤ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ＭＳ−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ＭＳ−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
係数に１　、に２を用いて変速速度算出部４５で変速速
度ｄ　ｉ　／　ｄ　ｔを求める。そして、デユーティ比
検索部４６で変速速度旧／ｄｔと実変速比ｉに基づいて
デユーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、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。ここでデユーテ
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、デユ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はデユーティ比
の変化に対応していることがら、目標変速比ｉｓと実変
速比ｉの偏差が小さい場合は、デユーティ化の変化が小
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ユーティ比の変
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−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により微小なドラッグ電流■０
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０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Ｉ［が流れることで、！磁りラッチ
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く１に設定され、高度が高くなるに従っ
てエンジントルク低下率αの値は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Ｍ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、この回転数が平地と時間−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９１１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
ク低下率算出部第３図 第４図 ｊ−シシーシ回鋸４【

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 　エンジン回転数，シフト位置，アクセルペダル，車速
    等の信号によりクラッチトルクを制御するクラッチ制御
    系において、 高度による気圧の変化からエンジントルクの低下状態を
    検出し、 クラッチトルクをエンジントルクの低下分だけ減少補正
    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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