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要約＋請求の範囲： 電磁 クラッチ 、
出願人：富士重工
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特許【特開平05-209545】から以下の内容を紹介
電磁クラッチとＣＶＴ式の駆動制御概要
電子式変速制御概要
機械式変速制御概要
電磁クラッチ制御概要
（と慣性走行からアクセルONでの
クラッチ接続時ショック軽減方法＜本特許＞）
特許【特開平07-310571】から以下の内容を紹介
電磁クラッチ制御モード
励磁電流と伝達トルク関係
【書誌】
(19)【発行国】日本国特許庁（ＪＰ）
(12)【公報種別】公開特許公報（Ａ）
(11)【公開番号】特開平５−２０９５４５
(43)【公開日】平成５年（１９９３）８月２０日
(54)【発明の名称】車両用エンジンの制御装置
(51)【国際特許分類第５版】
F02D 29/00 G 9248-3G
B60K 41/02 8920-3D
F02P 5/15 F 9150-3G
【審査請求】未請求
【請求項の数】３
【全頁数】９
(21)【出願番号】特願平４−２９７８４０
(22)【出願日】平成４年（１９９２）１０月９日
(31)【優先権主張番号】特願平３−２９２３４６
(32)【優先日】平３（１９９１）１０月１１日
(33)【優先権主張国】日本（ＪＰ）
(71)【出願人】
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿一丁目７番２号
(72)【発明者】
【氏名】岡安 真木
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿一丁目７番２号
富士重工業株式会社内
(72)【発明者】
【氏名】田中 浩
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿一丁目７番２号
富士重工業株式会社内
(74)【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳 （外１名）
図２ 変速制御ユニット式（変速電子制御式）はｉ−ＣＶＴと呼ばれる物と思われる。
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図２において、
例えば電磁式の自動クラッチに無段変速機を組合わせた駆動系について説明すると、
エンジン１のクランク軸２が電磁クラッチ３のドライブメンバ４に連結する。
電磁クラッチ３は、ドライブメンバ４に電磁コイル５を有するドリブンメンバ６が対向配置し、
この電磁コイル５にスプリング７を介して電流を供給するクラッチコントロールユニット４０等が連結して構成される。
【００１１】
上記電磁クラッチ３のドリブンメンバ６は、
前後進切換装置９を介して無段変速機１０のプライマリ軸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とにベルト１５が巻装される。
セカンダリ軸１３は、リダクションギヤ１６を介して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から車軸１８を介して左右の車輪１９に伝動構成される。
【００１２】
無段変速機１０は、制御ユニット２７からのライン圧信号と変速信号が入力する油圧制御回路２８を有し、
この油圧制御回路２８で各制御弁により所定のライン圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐを生じる。
そして、ライン圧Ｐｓを油路２８ａにより常にセカンダリプーリ１４のシリンダ１４ａに供給して伝達トルクに応じたプーリ押付力を付与する。
また、走行条件によってプライマリ圧Ｐｐを油路２８ｂによりプライマリプーリ１２のシリンダ１２ａに作用し、
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ように構成される。
【００１３】
制御系について説明すると、
セレクトレバー側のシフト位置センサ２０、
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を有する。
そして、これらの各信号が制御ユニット２７に入力し、
制御ユニット２７からの変速信号とライン圧信号が油圧制御回路２８に出力し、無段変速機１０を変速制御する。
また、クラッチコントロールユニット４０が出力して、電磁クラッチ３を接断制御するようになっている。
【００１４】図１において、電子制御系について説明する。
先ず、無段変速制御系について説明すると、
変速制御部３０とライン圧制御部３１とを有する変速制御部３０は、
実変速比算出部３２でセンサ２４のプライマリプーリ回転数Ｎｐとセンサ２５のセカンダリプーリ回転数Ｎｓにより実変速比ｉを算出する。
また目標変速比算出部３３では、
目標プライマリプーリ回転数Ｎｐｄが予め設定されてこれとセカンダリプーリ回転数Ｎｓにより目標変速比ｉｓを算出し、
更にエンジンブレーキ用Ｄｓレンジの場合は，目標変速比ｉｓを所定の変速比より低速段側に制限して定める。
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、
これに応じた変速信号を変速制御弁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。
【００１５】
ライン圧制御部３１は、
センサ２３のスロットル開度センサ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Ｐｓｄを設定する。
そしてこの目標ライン圧Ｐｓｄに応じたライン圧信号をライン圧制御弁３６に出力して、
伝達トルクに応じライン圧制御するように構成される。
図１
【００１６】
次いで、クラッチ制御系について説明すると、
シフト位置センサ２０、
アクセルスイッチ２１の信号、
セカンダリプーリ回転数Ｎｓによる車速信号が入力するクラッチコントロールユニット４０を有する。
このクラッチコントロールユニット４０は、
クラッチ断判定部４１、
半クラッチ判定部４２、
クラッチ電流設定部４３を有して、
ドライバのセレクト、アクセル操作と走行条件によりクラッチ切断、半クラッチ及びクラッチ接続をそれぞれ判断して、
電磁コイル５にクラッチ電流設定部４３からの信号によりクラッチ電流を供給し、電磁クラッチ３を接断制御する。
【００１７】
ここでクラッチ電流設定部４３は、
停車及びアクセル開放の惰行時に設定車速Ｖ１以下になるとクラッチを切断し、
設定車速Ｖ２以上でクラッチを接続する。
クラッチ断判定部４１は、停車及びアクセル開放の惰行時に設定車速Ｖ１以下になるとクラッチ切断と判定し、
設定車速Ｖ２以上ではクラッチ接続と判定する。
また半クラッチ判定部４２は、滑らかにクラッチ係合するため半クラッチ状態を判定するように構成される。
【００１８】そこで、上記無段変速機制御系とクラッチ制御系において、
惰行走行から再加速する際のショック低減制御について説明する。
先ず、
セカンダリプーリ回転数Ｎｓの車速信号と
シフト位置センサ２０、
アクセルスイッチ２１の信号が入力するクラッチ断判定部４１を有し、
設定車速Ｖ1 以下でアクセルスイッチのＯＮ信号が入力する場合に、
クラッチ断判定部４１からの信号で惰行時再加速を検出する。
【００１９】また、
変化速度算出部４８では、スロットル開度θの変化速度ｄθ／ｄｔを算出し、このスロットル変化速度ｄθ／ｄｔと、
半クラッチ判定部４２に入力するスロットル開度θ、
セカンダリプーリ回転数Ｎｓにより判定された信号が惰行時再加速検出部４７に入力し、
その出力信号がエンジントルク減少指示部４９に入力する。
エンジントルク減少指示部４９は惰行時再加速信号が入力すると、エンジントルクを低減するものとして、
例えば図４のように点火時期の遅角量Ｒを設定する。
即ち、遅角量Ｒを図３のように最初に大きく定めて時間の経過に応じて減少するように設定し、
図４のようにこの遅角量Ｒをスロットル開度θ等の要素で可変する。
そして、この遅角信号をエンジン１の点火時期制御手段５０に出力するように構成される。
【００２０】次に、
この実施例の作用について説明する。
先ず、Ｄレンジをセレクトしてアクセルを踏込むと、クラッチコントロールユニット４０において
クラッチ切断から半クラッチ判断され、クラッチ電流設定部４３により電磁クラッチ３が順次係合して半クラッチ状態になる。
そして設定車速Ｖ２になると、クラッチ接続判断されて電磁クラッチ３が完全に係合した状態に保持される。
一方、アクセル開放の減速時に設定車速Ｖ１以下に低下すると、
クラッチ切断判断されて電磁クラッチ３は切断してエンストが防止される。
こうして、電磁クラッチ３はドライバの操作や走行条件により自動的に切断または接続する。
【００２１】また、
上述のように電磁クラッチ３が接続すると、エンジン動力が無段変速機１０に入力し、
この無段変速機１０による変速動力が車輪１９の側に伝達して車両走行する。
このとき、無段変速機制御系のライン圧制御部３１からのライン圧信号がライン圧制御弁３６に出力して、ライン圧制御される。
また、変速制御部３０ではＤレンジであることから、目標変速比ｉｓが変速全域に設定される。
即ち、停車及び発進時には目標変速比ｉｓが最大変速比の低速段に設定され、
車速と共にプライマリプーリ回転数Ｎｐが上昇すると、目標変速比ｉｓが順次高速段側に設定されるようになる。
そしてこの目標変速比ｉｓと実変速比ｉによる変速速度の変速信号が変速制御弁３５に出力することで、
プライマリ圧Ｐｐが零の状態から増大してプライマリプーリ１２に作用する。
そこで、ベルト１５は順次プライマリプーリ１２の側に移行して、自動的に最小変速比の高速段にアップシフト制御される。
また、走行中にアクセル開度が増大したり、減速時に車速低下すると、
目標変速比ｉｓが低速段側に設定されるようになり、こうして自動的にダウンシフト制御される。
【００２２】
上述の変速制御による車両走行においてアクセル開放で減速する場合は、
最低変速ラインの所定の車速以下になると、無段変速機１０が順次ダウンシフト制御されて低速段側に戻るようになる。
そして設定車速Ｖ１以下になると、
クラッチコントロールユニット４０のクラッチ電流設定部４３により電磁クラッチ３が自動的に切断して惰行走行になる。
そこでこの走行条件において図５のフローチャートが実行され、
ステップＳ１からステップＳ２を介してステップＳ３に進み、再加速の有無がチェックされ、
再加速の無い場合はそのまま終了して車両停車に至る。
【００２３】
一方、アクセル踏込みにより再加速すると、
ステップＳ３からステップＳ４に進んでスロットル開度θ、スロットル変化速度ｄθ／ｄｔ、車速Ｎｓを読込む。
そして、ステップＳ５でこれらのスロットル開度θ等の要素により遅角量Ｒを設定し、
ステップＳ６に進んでこの遅角量Ｒによりエンジン１の点火時期を遅角補正する。
また、このような惰行時再加速では、
クラッチコントロールユニット４０のクラッチ電流設定部４３で通常の発進時と同様に電磁クラッチ３が係合動作して
半クラッチ状態になり、エンジン動力が再び伝達される。
【００２４】ところで、こ
の場合のエンジン１は上述のように点火時期が遅角補正されることで、
図６の実線のようにエンジントルク、エンジン回転数の立上がりが緩やかになり、
これに伴いクラッチトルクも実質的に緩やかに増大する。
そこで電磁クラッチ３が半クラッチから接続制御される過程では、
エンジンの吹き上がりが無く、少ない滑りで早期に係合し、
エンジン動力を無段変速機１０以降の駆動系に徐々に入力して起振力を減少する。
このため、慣性マスの大きい駆動系では、
車輪駆動から回転変動の少ない状態で逆のエンジン駆動にスムースに移行し、
図５の実線のように車体ショックを低減するようになる。
この場合に、再加速時のスロットル開度θ等の大きさに応じて遅角補正されると共にエンジントルクを減少するので、
常にエンジン動力が滑らかに伝達される。
また、電磁クラッチ３の半クラッチ及び接続制御の進行に伴い、
遅角補正が減じてエンジントルクは円滑にスロットル開度θに応じたものに復帰する。
図７ 通常ECVTと呼ばれる物と思われる。
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【００２５】
図７において、本発明の他の実施例として、無段変速機に機械式無段変速機を用いた場合について説明する。
この実施例の油圧制御回路６０では、
プライマリプーリ１２にそのプーリ回転数に応じたピトー圧Ｐｔを生じるピトー圧センサ６１が設けられ、
変速比ｉを検出するセンサシュー６２が設けられている。
またオイルポンプ６３の吐出側のライン圧油路６４がライン圧調整弁６５に連通して所定のライン圧Ｐｓに調圧され、
このライン圧油路６４がセカンダリプーリ１４のシリンダ１４ａに常にライン圧Ｐｓを供給するように連通する。
ライン圧油路５４は変速比制御弁６６に連通し、ライン圧のオイルを流量制御して所定のプライマリ圧Ｐｐを生じ、
このプライマリ圧Ｐｐをプライマリ圧油路６７によりプライマリプーリ１２のシリンダ１２ａに供給するように連通する。
【００２６】
更に、ライン圧調整弁６５のドレン側の油路６８は潤滑弁６９に連通して一定の潤滑圧に設定され、
この潤滑圧の油路６８がセレクト位置検出弁７０と、セレクト位置に応じて作動するアクチュエータ７１に連通する。
またライン圧油路６４にはライン圧切換ソレノイド弁７２が設けられ、
このソレノイド弁７２が油路７３によりライン圧調整弁６５の低圧側に連通して構成される。
【００２７】
ライン圧調整弁６５は、
ピトー圧Ｐｔとセンサシュー６２の変速比ｉに対応したスプリング力が対向して作用し、
両者がバランスするようにライン圧Ｐｓを制御する。
ライン圧切換ソレノイド弁７２は、ライン圧レベルを更に高低２段に切換制御して、
各走行条件での伝達トルクに見合ったプーリ押付け力を生じる。
そこで
アクセルスイッチ２１、
シフト位置センサ２０、
エンジン回転数センサ２２、
スロットル開度センサ２３、
車速に対応したセカンダリプーリ回転数センサ２５の信号
が入力する制御ユニット２７は、
ライン圧切換制御部７４を有してＤレンジの低中負荷運転、Ｄレンジの高負荷とＤｓレンジの運転を判断する。
そして低中負荷時には、ライン圧切換ソレノイド弁７２を通電してライン圧をライン圧調整弁６５の低圧側に作用し、
ライン圧レベルを全体的に低くしてプーリ押付け力の過多を防止する。
また高負荷時等では、ライン圧切換ソレノイド弁７２を非通電してライン圧をカットし、
ライン圧レベルを全体的に高くしてベルトスリップを防止する。
【００２８】
変速比制御弁６６は、
ピトー圧Ｐｔと、アクセルペダル５５からのケーブル５６により回転するシフトカム６６ａのスプリング６６ｂの力とが対向して作用し、
両者の関係で流量制御してプライマリ圧Ｐｐを生じる。
ここでスプリング６６ｂの途中にはセンサシュー６２と連結するモジュレータ機構６６ｃが、
変速比ｉに応じてスプリング力を変化するように設けられ、低速段ではスプリング力を減じてエンジン回転数を低下し、
高速段へのアップシフトに応じてスプリング力を増してエンジン回転数を順次上昇するように補正する。
【００２９】
セレクト位置検出装置７０は、
セレクトレバー５７の操作によりＤ，Ｎ，Ｒのレンジでは潤滑圧を用いて作動圧を生じ、
Ｐ，Ｄｓのレンジではドレンする。
そして特にＤｓレンジの場合にアクチュエータ７１を作動して、
変速比制御弁７６のスプリング力を強制的に増大し、変速比ｉを低速段側に制限してエンジンブレーキ作用する。
【００３０】
そこでこの実施例では、走行時のセレクト操作、走行条件等によりライン圧調整弁６５、変速比制御弁６６、ライン圧切換ソレノイド弁７２等が作動し、無段変速機１０のプーリ押付け力、変速比ｉを機械的に制御して無段変速制御される。
そしてこの機械的無段変速機の場合も、電磁クラッチ３の切断による惰行の際に再加速されると、
エンジントルクを減少するように制御され、車体ショックが有効に低減されるようになる。
図４
図３
図５
図６
特開平07-310571
図５
【００３９】次に、電子式制御ユニット１９による電磁式クラッチ５の制御について説明する。図５は、電磁式クラッチ５の制御モード分類をまとめて示した図であって、図示するように、エンジン回転数、レンジスイッチ、アクセルペダルが開放状態か踏込み状態か、そして車速によって、５種類の制御モードの中から該当するモードが選択される。なお、各モード間の移動の際に過渡モードが存在してショックの軽減等を図っている。
【００４０】ここで各モードについて説明する。逆励磁モード６０では、励磁コイル２４に通常とは逆向きの電流を流し、クラッチトルクを極小値とする。これは、電流−トルク特性のヒステリシスを考慮したもので、逆向きの電流を流すことによって残留磁気を取り除いている。零モード６１では、励磁電流を零とする。つまり通常のクラッチオフに相当するモードである。
【００４１】またアクセルペダル１３の開放状態で停止を含む極低速域では、ドラッグモード６２となるが、このドラッグモード６２では、ドラッグ電流が励磁コイル２４に流れて、微少なドラッグトルクを生じ、無段変速機３におけるギヤのガタ詰め、ベルト部分の静摩擦トルクを低減させ、スムーズな発進を可能としている。また、このドラッグ電流は、車速が高くなるほど減少し、エンジン回転数が正常アイドル回転数以下に低下した場合にも、ドラッグ電流を減らす方向に補正される。直結モード６３は、通常のクラッチオンに相当するモードであり、所定の励磁電流を励磁コイルに与え、クラッチの係合がロックアップされる。また、直結電流は、アクセル踏込み時よりアクセル開放時の方が低く設定され、アクセル開放時の直結電流は、エンジンブレーキが働く限界近くのクラッチトルクとなるよう直結電流を設定している。
【００４２】また、発進モード６４では、発進時に要求される伝達トルクに見合うように所定の演算式に基づいて励磁電流を制御する。
図４
図４（ａ）に示すように電磁式クラッチ５のトルク伝達力は、励磁コイル２４の励磁電流にほぼ比例し、しかも図４（ｂ）に示すように、励磁電流を一定に維持すれば、ドライブメンバ２３とドリブンメンバ２５とがスリップしても、回転速度の差（スリップ回転速度）に関係なく、トルク伝達力は一定となる。このように、電磁式クラッチ５のトルク伝達力は、励磁コイル２４の励磁電流によって一義的に決まるようになっている。
ＧＸ−Ｌ
以上 図、文面は
特許庁特許電子図書館から取得した情報で構成されています。
転載、加工については特許電子図書館の利用上の注意をご覧下さい
２００２年３月１６日 掲載、編集 本田とけお
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