JP4090260B2 - 電磁多板クラッチの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチの制御装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】
近年、動力伝達状態を切り換えるクラッチとして、メインクラッチと、電磁パイロットクラッチと、電磁パイロットクラッチの締結により伝達トルクを受けて作動し、その作動に応じて発生するカムスラスト力により押圧系を介してメインクラッチを締結するカム機構を備えた湿式の電磁多板クラッチが提案されている。
【０００２】
この電磁多板クラッチは湿式であるため、極低温状態で油温が極端に低下し、それに伴い非常に油の粘性が高くなると制御性が悪化する虞がある。そこで、素早く油温を上昇させる必要がある。このような極低温時に油温を上昇させる技術として、例えば特開平１１−３５１３６２号公報に記載の技術が知られている。この公報には、自動変速機内の油温を上昇させる手段として、コントロールバルブ内に設けられたソレノイドが作動しない範囲の励磁電流を出力し、この電流によるソレノイドの発熱作用を用いて油温の上昇を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術において、コントロールバルブ内に設けられたソレノイドを発熱させる技術を、電磁多板クラッチに備えられたコイルに適用し、コイルの発熱によって油温を上昇させる場合、下記に示す課題があった。
【０００４】
電磁パイロットクラッチは電磁力によりパイロットクラッチを締結する。具体的には電磁石によって複数のパイロットクラッチプレートを電磁石に引きつけて係合する。ここで、電磁石と前記クラッチプレートの位置は常に決定されているわけではない。よって、電磁石と前記クラッチプレートが近接した状態での締結力を発生する直前までの電流値と、電磁石と前記クラッチプレートが離れた状態から締結力を発生する直前までの電流値とでは差がある。油温を素早く上昇させるには極力多くの電流を流す必要があるが、電流が流れすぎると電磁石により前記クラッチプレートに締結力が生じトルクが伝達されてしまい、油温を上昇させる制御が困難である。
【０００５】
また、電流を抑えすぎると電磁石の発熱を十分得ることができず、電磁多板クラッチ内の油温を上昇させるには不十分であり、制御性の高い油温を得るまでに時間がかかる。
【０００６】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチの制御装置において、極低温状態であっても、スムーズに制御性を確保することが可能な電磁多板クラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、電磁石と該電磁石の発生する電磁力により締結可能なクラッチプレートを有する湿式の電磁パイロットクラッチと、電流制御により前記電磁パイロットクラッチを断続操作する操作手段と、を備え、エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ断接可能に伝達する電磁多板クラッチの制御装置において、油温を検出する油温検出手段と、前記電磁石の消磁状態で前記電磁石と前記クラッチプレートの間隔を確保する間隔確保手段と、検出された油温が予め設定された設定油温未満のときは、前記間隔確保手段により前記間隔を確保した後、前記電磁石に対し少なくとも定格電流以上であって、確実に電磁パイロットクラッチを締結可能とする所定の過励磁電流値未満の電流値を出力する電磁石加熱部と、を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、電磁石加熱部において、電磁石に対し、少なくとも定格電流以上であって、確実に電磁パイロットクラッチを締結可能な所定の過励磁電流値未満の電流値が出力されることで、電磁多板クラッチが締結することなく発熱させることが可能となり、油温を上昇させることができる。また、電磁石とクラッチプレートの間隔として、所定の過励磁電流値未満で締結不能な間隔が確保される。よって、エンジン負荷を小さくすることでエンジン回転数を確保しつつ、所定の過励磁電流値未満の電流をより多く流すことが可能となり、更に油温を上昇させることができる。
具体的には、検出された油温が極低温を表す設定油温未満のときは、電磁パイロットクラッチの電磁石とクラッチプレートの間隔を確保する。その後、電磁石に対し、所定の過励磁電流値未満の電流値が出力される。すなわち、電磁石とクラッチプレートの間隔が確保されているため、エンジンの始動性を確保しつつ、電磁クラッチが締結することなく所定の過励磁電流値未満の電流をより多く流すことが可能となり、更に油温を上昇させることができる。
また、極低温状況ではエンジンも冷えており、エンジンコントロールユニットにおいてアイドル回転数を上昇するアイドルアップ制御が行われている。よって、エンジンの駆動力によって発電するオルタネータの発電量も多く、余剰発電となる。この余剰発電分を所定の過励磁電流以下の範囲において電磁石に極力多く流すことが可能となり、電磁石を効率よく発熱させ、油温を上昇させることができる。
【００１６】
請求項２記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、間隔確保手段において、遠心油圧の供給により電磁石とクラッチプレートの間隔として、所定の過励磁電流値未満で締結不能な間隔が確保される。よって、エンジン負荷を小さくすることでエンジン回転数を確保しつつ、所定の過励磁電流値未満の電流をより多く流すことが可能となり、更に油温を上昇させることができる。
【００１７】
請求項３記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、潤滑増加手段において、電磁多板クラッチへの潤滑量が大きくされる。これにより、電磁パイロットクラッチの電磁石とクラッチプレートの間隔を確保する。
【００１９】
請求項４記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、前進クラッチ及び後進クラッチの締結を禁止する手段とされている。すなわち、前後進クラッチの締結が禁止されることで、前後進切換機構の入力軸はフリーの状態となり、エンジンの初爆時のエンジン負荷を小さくする。そして、エンジンの回転数が電磁多板クラッチに入力されると、電磁多板クラッチは締結していないが、極低温状態であり油の粘性が非常に高いためドラグトルクにより引きずられて入力軸は回転を始める。入力軸から電磁クラッチに対して遠心油圧が供給される。よってクラッチプレート間が押し広げられ、電磁石とクラッチプレートの間隔を確保することができる。尚、潤滑増加手段として、更に潤滑量を確保するときは、オイルポンプの吐出容量を変更する指令等を出力することで対応しても良い。
【００２０】
請求項５記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、前後進クラッチの両方を締結すると、前後進切換機構の入力軸（＝電磁多板クラッチの出力部）は固定される。このとき、潤滑低減手段により潤滑油がさほど発生せず、また、遠心油圧作用が働かないため、油の自重によって潤滑する程度の潤滑しか行われない。エンジンの回転数が電磁多板クラッチに入力されると、電磁多板クラッチの他方は固定されているため、入力されるエンジン回転数だけクラッチプレートが相対回転する。このとき、極低温状態であり油の粘性が非常に高く、更に潤滑量が少ないため大きなドラグトルクが発生し、クラッチプレートにドラグトルクと相対回転数に応じた発熱量が得られる。この発熱量により油温を上昇することができる。尚、潤滑低減手段として、更に潤滑量を低減するときは、オイルポンプの吐出容量を変更する指令等を出力することで対応しても良い。
【００２１】
請求項７記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、所定の過励磁電流値未満であって、エンジン回転数に応じた電流値が出力される。極低温状況ではエンジンも冷えており、エンジンコントロールユニットにおいてアイドル回転数を上昇するアイドルアップ制御が行われている。前後進クラッチの両方を締結したときは、電磁多板クラッチの出力側が固定されるため、入力されるエンジン回転数だけクラッチプレートが相対回転する。このとき、極低温状態であり油の粘性が非常に高く、更に潤滑量が少ないため大きなドラグトルクが発生し、同時にエンジン負荷も大きくなるためアイドル回転数が減少する。エンジンの出力するトルクが電磁多板クラッチのドラグトルクよりも小さくなるとエンジンストップしてしまう虞がある。よって、エンジン回転数の減少に比例して電流値を小さくすることで、エンジンストップすることなく、油温の上昇を図ることができる。
請求項８記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、油温が上昇した後は、前進意図があれば前進クラッチの締結を維持して後進クラッチのみ解放すれば良く、後進意図があれば後進クラッチの締結を維持して前進クラッチのみ解放すればよい。また、走行意図がなければ両方のクラッチを解放しても良い。
【００２２】
請求項９記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、電磁パイロットクラッチの外径側に配置されているメインクラッチにより、より大きなクラッチプレート面積が得られ、このメインクラッチプレートのドラグトルクにより大きな発熱量を得ることができる。また、メインクラッチのドリブン側のクラッチプレートとスプライン結合しているハブ部とが入力軸とスプライン結合されているため、入力軸が固定されると、エンジン側から入力された回転によって、メインクラッチのドライブ側クラッチプレートとの相対回転が大きくなり、更に大きな発熱量を得ることができる。
【００２５】
請求項１０記載の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、電磁パイロットクラッチのクラッチプレートであって、外周側にスプライン嵌合部を有するクラッチプレートの内周側端部の電磁石側側面に、テーパが形成されている。よって、遠心油圧を供給することで、クラッチプレートの軸方向であって、電磁石と離れる方向の推力を与えることが可能となり、確実に電磁石とクラッチプレートの間隔を確保することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表す全体システム図である。
３０はエンジン、４０は電磁多板クラッチ、５０は前後進切換機構、６０は変速機構部、７０はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、８０は自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）である。
【００２７】
エンジン３０から出力された回転は、トーショナルダンパ６を介して電磁多板クラッチ４０に伝達される。電磁多板クラッチ４０は、電磁クラッチ２２と入力クラッチパック１５とローディングカム１７から構成されている。電磁クラッチ２２の締結力はローディングカム１７によってトルク増幅され、この増幅されたトルクに基づいて入力クラッチパック１５が締結され、入力軸１に回転を伝達する。
【００２８】
電磁多板クラッチ４０の出力回転は、入力軸１から前後進切換機構５０に伝達される。前後進切換機構５０は、入力軸１と一体に回転するリングギア５１と、キャリア５２と、変速機入力軸６１と一体に回転するサンギア５３から構成されている。キャリア５２には、変速機ケースに固定する後進クラッチ５５と、変速機入力軸６１とキャリア５２を一体に固定する前進クラッチ５４が設けられている。
【００２９】
車両が前進するときは前進クラッチ５４のみを締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転がそのまま変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。車両が後退するときは後進クラッチ５５のみ締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転が減速され、かつ、逆回転となって変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。また、前進クラッチ５４と後進クラッチ５５の両方を締結した際には、入力軸１及び変速機入力軸６１は完全に固定される。
【００３０】
ＥＣＵ７０に入力される信号を検出するセンサとして、エンジン回転数を検出されるエンジン回転数センサ７１と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ７２が設けられている。また、ＡＴＣＵ８０に入力される信号を検出するセンサとして、油温を検出する油温センサ８１、車速を検出する車速センサ８２、運転者の選択したシフトレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ８３が設けられている。
【００３１】
ＥＣＵ７０は検出された各センサ信号に基づいてエンジン３０を制御する。また、ＡＴＣＵ８０は検出された各センサ信号に基づいて電磁多板クラッチ４０，前後進切換機構５０，変速機構部６０の制御を行う。また、ＥＣＵ７０とＡＴＣＵ８０は相互に信号を送ることで、最適な駆動システム制御を達成するよう構成されている。
【００３２】
図２は本発明の実施の形態における電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機の変速機構部の変速動作等については説明を省略する。
【００３３】
３は変速機ケース、４は変速機ケース３の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング４には、ボルト１２によりフロントカバー１１が取着され、これによりトーショナルダンパ６を収装する大気開放された第１収装室４ａを画成している。また、変速機ケース３，入力クラッチハウジング４の一部及びフロントカバー１１により油潤滑が成される第２収装室３ａを画成している。
【００３４】
変速機ケース３及び入力クラッチハウジング４の間にはオイルポンプ２を介在させている。このオイルポンプ２は、ポンプハウジング２ａ及びポンプカバー２ｂにより画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー２ｂの内周に固定の中空スリーブ２ｃを嵌着し、この中空スリーブ２ｃ内に入力シャフト１を回転自在に挿着する。
【００３５】
入力クラッチハウジング４内に突出する入力シャフト１の前端部上には入力クラッチ５を配置している。この入力クラッチ５は、電磁クラッチ２２（特許請求の範囲の電磁パイロットクラッチに相当）と、この電磁クラッチ２２の外周に配置した入力クラッチパック１５と、この電磁クラッチ２２の内周に配置したローディングカム１７から構成されている。
【００３６】
入力クラッチパック１５の入力ドラム１３は、入力ハブ７をナット８により固定する軸部１３ｂと、オイルシール９との摺動部である小径軸１３ｄと、入力ドラム１３をフロントカバー１１によりベアリング１０を介して支持するベアリング支持部１３ｅから構成されている。
【００３７】
図示しないエンジンの動力はドライブプレート６ｂと一体となったトーショナルダンパ６，入力ハブ７を介して入力クラッチパック１５の入力ドラム１３，１４（ドライブ側）に伝達される。動力伝達部品は、トーショナルダンパ６の出力メンバ６ａと一体回転可能な入力ドラム１３に固定された入力ハブ７と、入力ドラム１３とスプライン嵌合する入力ドラム１４と、入力ドラム１４と一体回転可能に嵌合する電磁クラッチ２２のロータ２４から構成されている。ロータ２４の一端２４ａは、オイルポンプ２の駆動爪になっている。
【００３８】
電磁石２２ａに電磁力が発生し、リテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃが引きつけられることで電磁クラッチ２２が締結すると、ローディングカム１７にエンジン回転が入力され、ローディングカム１７は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ１６（ドリブン側）に図１の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストベアリング２７を介して、入力ドラム１４，ロータ２４及び電磁石２２ａをスナップリング２０で止められたリターン皿ばね１９に抗して図１の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【００３９】
ところで、入力クラッチハブ１６は、入力シャフト１とスプライン嵌合するとともに、図１に示す右端部は、スナップリング１８で止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、入力ドラム１４側が左方移動して、入力クラッチパック１５側にクラッチプレート１５ｃが一体回転可能に嵌合しており、図１の右端側は段付きリテーナ１５ｄを介してスナップリング１５ｅで軸方向の移動を規制している。
【００４０】
一方、入力クラッチハブ１６側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、フェーシングプレート１５ｂが入力クラッチハブ１６と一体回転可能に嵌合している。クラッチプレート１５ｃと、フェーシングプレート１５ｂとは、軸方向交互に配置されている。
【００４１】
ここで、電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐについて説明する。電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐは下記の式により決定される。
Ｔｐ＝（電磁石２２ａの吸引力）×（磁路効率）
×（摩擦係数）×（摺動径）×（摺動面数）
ここで、磁路効率とは電磁石２２ａの発生する磁力がリテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃに対してどの程度影響するか（リテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃには表面処理が施されており、また、油穴や表面粗さにより接触面積が理論値と異なることによる）を示し、摩擦係数とはリテーニングプレート２２ｂと各金属プレート２２ｃとの摩擦係数を表し、摺動径とは軸心から各プレートの摺動部の平均半径を表す。
【００４２】
次に電磁式多板クラッチの潤滑について説明する。
図示しないコントロールバルブ回路（従来のロックアップクラッチ供給回路の流用）から供給される潤滑油は、入力シャフト１の開口部１ａ→中空部１ｂ→開口部１ｃを介して、遠心ポンプ作用により、電磁クラッチ２２，入力クラッチ部１５を潤滑する。入力ドラム１３，１４には、複数の開口部（図示せず）が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー１１と、クラッチハウジング４とで密封された空間に溜まり、クラッチハウジング４の下端部に開口するドレーンポート４ｂを経由して、変速機ケース３側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【００４３】
ここで、図３に電磁クラッチ２２の拡大断面図を示す。電磁クラッチ２２のリテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃの内周側端部には、それぞれテーパ２２ｂ'，２２ｃ'が設けられている。
【００４４】
図４は本実施の形態の第１実施例における電磁多板クラッチの締結制御を表すフローチャートである。
【００４５】
ステップ１０１では、エンジンが始動したかどうかを判断し、始動していなければステップ１０２へ進み、始動していれば本制御を繰り返す。
【００４６】
ステップ１０２では、イグニッションがＯＮかどうかを判断し、ＯＮであればステップ１０３へ進み、ＯＦＦであれば本制御を繰り返す。尚、アイドルストップ車両等においては、イグニッションではなく、アイドルストップコントロールユニットからのエンジン再始動指令の有無で判断しても良い。
【００４７】
ステップ１０３では、エンジンのクランキングを開始する。
【００４８】
ステップ１０４では、エンジンがスタータモータの回転によらず自力で回転させる。
【００４９】
ステップ１０５では、エンジン回転数が初期完爆回転数以上かどうかを判断し、初期完爆回転数以上であればステップ１０６へ進み、初期完爆回転数未満の時はステップ１０５を繰り返す。ここで、エンジン回転数が初期完爆回転数以上であればエンジンが完爆していることを意味する。
【００５０】
ステップ１０６では、油温が所定値以上かどうかを判断し、所定値以上であればステップ１０８へ進み、所定値未満であればステップ１０７へ進む。
【００５１】
ステップ１０７では、極低温制御を行う。
【００５２】
ステップ１０８では、過励磁電流制御を行う。
【００５３】
実施の形態１における電磁多板クラッチの締結制御では、極低温制御と過励磁電流制御を行うため、まず過励磁電流制御について説明する。
【００５４】
（過励磁電流制御）
図５は過励磁電流制御の制御内容を表すフローチャートである。
【００５５】
ステップ２０１では、図外の油温センサから自動変速機内の油温を検出し、マップに基づいて過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間を算出する。
【００５６】
ステップ２０２では、シフトレンジが走行レンジであるＤレンジ、ＬレンジまたはＲレンジにあるかどうかを判断し、これらのレンジにあるときはステップ２０５に進み、このレンジ以外のレンジにあるときはステップ２０３へ進む。
【００５７】
ステップ２０３では、ステップ２０１で算出された過励磁電流を流す。
【００５８】
ステップ２０４では、所定時間（過励磁電流を流す時間）が経過したかどうかを判断し、経過していればステップ２０９へ進み、経過していなければステップ２０３へ戻り過励磁電流を流す。
【００５９】
ステップ２０５では、前進締結要素、又は後進締結要素の締結を禁止する。
【００６０】
ステップ２０６では、ステップ２０１で算出された過励磁電流を流す。
【００６１】
ステップ２０７では、所定時間（過励磁電流を流す時間）が経過したかどうかを判断し、経過していればステップ２０８へ進み、経過していなければステップ２０５へ戻り各締結要素の締結を禁止しつつ過励磁電流を流す。
【００６２】
ステップ２０８では、前進締結要素、又は後進締結要素の締結を許可する。
【００６３】
ステップ２０９では、過励磁電流操作を終了する。
【００６４】
すなわち、ステップ２０１で自動変速機内の油温を検出し、その油温に基づいて過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間をマップに基づいて算出する。図６は油温と過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間の関係を表すマップである。ここで、過励磁電流値と過励磁電流を流す時間は線形の関係にあり、（過励磁電流を流す時間）＝ｋ×（過励磁電流値）である。ｋは自動変速機毎に設定される定数である。マップに示すように、油温が高くなるほど潤滑油の粘性が低くなるため、それに応じて過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間を小さくしている。
【００６５】
すなわち、油温から粘性を考慮し、その粘性に適合した過励磁電流制御を行うことで、必要以上の過励磁電流を流すことがない。よって、バッテリの負担を軽減しつつ、確実に電磁パイロットクラッチの作動を確保できる。また、自動変速機の温度保証範囲が−３０℃〜１４０℃（相場値）であるため、この範囲よりも少し広い範囲である−４０℃〜１６５℃で過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間の上下限リミッタをかける。油温センサにフェールが生じた場合であってもリミッタを設けてあるため極端な過励磁電流が流れることがない。
【００６６】
そして、シフトレンジを検出し、走行レンジ（Ｄレンジ，Ｌレンジ，Ｒレンジ等）以外であれば、算出された過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間に基づいて、過励磁電流が流され、過励磁電流制御が終了すると、通常の電流制御を行う。
【００６７】
一方、シフトレンジが走行レンジであれば、ステップ２０５に進み前進締結要素又は後進締結要素の締結を禁止した上で過励磁電流制御が行われ、過励磁電流制御が終了すると、各摩擦要素の締結が許可する。これにより、仮に急激に電磁多板クラッチが締結したとしても、駆動輪にトルクが伝達されることが無く、電流制御によるクリープ制御や発進制御等をスムーズに行うものである。
【００６８】
（極低温制御）
図７は極低温制御の制御内容を表すフローチャートである。
【００６９】
ステップ３０１では、極低温制御のLEDランプを点灯する。
【００７０】
ステップ３０２では、運転者の操作するシフトレバーが前進レンジもしくは後進レンジにあるかどうかを判断し、前進レンジもしくは後進レンジにあるときはステップ３０３へ進み、それ以外のレンジであればステップ３０４へ進む。
【００７１】
ステップ３０３では、前後進切換機構５０の前進クラッチ５４及び後進クラッチ５５の締結を禁止する。
【００７２】
ステップ３０４では、所定時間が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過するまで潤滑を行い、所定時間が経過したときはステップ３０５へ進む。
【００７３】
ステップ３０５では、前後進クラッチ５４，５５を同時に締結する。
【００７４】
ステップ３０６では、エンジン回転数に比例した電流を電磁石２２ａに流す。
【００７５】
ステップ３０７では、油温が所定値以上かどうかを判断し、所定値未満のときはステップ３０５〜ステップ３０６を繰り返し、所定値以上のときはステップ３０８へ進む。
【００７６】
ステップ３０８では、極低温制御のLEDランプを消灯する。
【００７７】
上記極低温制御について図８のタイムチャートに基づいて説明する。油温が極低温を表す所定値よりも低いときは、油の粘性による制御性の悪化を防止するために、油温を素早く上昇させる極低温制御を行う。このとき、ステップ３０１において運転者に極低温制御実行中であることを知らせるLEDランプを点灯する。これにより、極低温であり、電磁多板クラッチ４０の締結を行わないことを知らせることで、運転者が発進しようとしても電磁多板クラッチ４０が締結しないことへの違和感を防止している。そして、運転者が前進レンジ又は後進レンジを選択したときはステップ３０３へ進み前後進クラッチの締結を禁止し、エンジン初爆時のエンジン負荷を軽減することでエンジンの始動性を確保する。それ以外のレンジでは各締結要素に対して締結要求がなされないためステップ３０４に進む。
【００７８】
このとき、エンジンから電磁多板クラッチ４０に入力された回転によりダンパ６を介して入力ドラム１３が回転する。それに伴い入力ドラム１３にスプライン嵌合された電磁クラッチ２２の金属プレート２２ｃとリテーニングプレート２２ｂが回転する。
【００７９】
極低温状態であり、油の粘性が非常に高いため金属プレート２２ｃとリテーニングプレート２２ｂの回転に伴いクラッチハブ２５にスプライン嵌合した金属プレート２５ａがドラグトルクにより引きずられて回転する。この回転によってローディングカム１７を介して入力クラッチパック１５にもドラグトルクによる若干の締結力が発生する。
【００８０】
入力クラッチハブ１６には入力軸１がスプライン嵌合しているため入力軸１は回転を始める。これは、図１に示すように、前後進クラッチ５４，５５の締結が禁止されると、入力軸１が完全にフリーの状態になるためである。また、エンジンの回転によりオイルポンプ２が駆動しているため油圧が発生している。よって、入力軸１に設けられた開口部１ｃ，１ｄから電磁クラッチ２２に対して遠心油圧が供給される。
【００８１】
このとき、図３に示すように電磁クラッチ２２に電流が流れていない状態で遠心油圧が発生すると、図３中点線矢印で示すようにテーパ２２ｂ'，２２ｃ'に油圧がかかる。この遠心油圧によってリテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃは電磁クラッチ２２と反対のスナップリング２２ｄ側に移動する。
【００８２】
極低温時は、エンジンがアイドルアップ制御を行っているため、エンジンの回転数が上がり、強い遠心油圧が期待できる。
【００８３】
所定時間経過後、すなわちリテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃが確実にスナップリング２２ｄ側に移動し終わった後、ステップ３０５において前後進クラッチ５４，５５を同時に締結する。もともと、変速機入力軸６１は、サンギア５３と一体に回転する構成となっている。すなわち、図１に示すように前後進クラッチ５４，５５を同時に締結すると、キャリア５２と変速機ケースが連結する。サンギア５３はリングギア５１に固定されるため、結果として、サンギア５３，キャリア５２，リングギア５１が変速機ケースに連結され、固定される。これにより遠心油圧は発生せず、油の自重による落下程度の潤滑が行われる。
【００８４】
次に、ステップ３０６においてエンジン回転数に比例した電流が電磁石２２ａに流される。図９はエンジン回転数と電流値の関係を表すマップの一例を示す。エンジンのアイドル回転数が取りうる最大値MAX（例えばエンジンが低温で無負荷状態）に過励磁電流より低い励磁電流の最大値MAXが対応し、エンジンのアイドル回転数が取りうる最小値MIN（例えばエンジンが常温で有負荷状態）に定格電流が対応した比例関係を用いる。
【００８５】
極低温状況ではエンジンも冷えており、ＥＣＵ７０の制御においてアイドル回転数を上昇するアイドルアップ制御が行われている。よって、エンジン３０の駆動力によって発電するオルタネータの発電量も多く、余剰発電となる。この余剰発電分を過励磁電流以下の範囲において電磁石２２ａに極力多く流すことで、電磁石２２ａの発熱量Q1を得る。このとき、リテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃは電磁石２２ａから離れた位置にあるので締結力は発生せずドラグトルクのみ発生する。
【００８６】
入力軸１が固定された状態で、エンジン３０から電磁多板クラッチ４０にアイドル回転数が入力され、更に遠心油圧が小さいため、電磁クラッチ２２と入力クラッチパック１５のドラグトルクが大きくなる。このドラグトルクを負荷とした電磁クラッチ２２と入力クラッチパック１５の相対滑りにより下記の式に基づく発熱を得ることができる。
発熱量Q2＝ｋ×相対滑り回転数（rpm）×クラッチ伝達トルク（N・m）
ここで、ｋは電磁多板クラッチの設計上の寸法や摩擦係数によって決定される定数であり、相対滑り回転数はエンジンのアイドル回転数に相当し、クラッチ伝達トルクはドラグトルクに相当する。尚、前後進クラッチ５４，５５の締結によりドラグトルク分の負荷がエンジン３０にかかるためエンジン回転数は減少する。これに伴い電磁石２２ａに流れる電流値も減少する。エンジン３０の出力するトルクが電磁多板クラッチ４０のドラグトルクよりも小さくなるとエンジンストップしてしまう虞がある。よって、エンジン回転数の減少に比例して電流値を小さくすることで、エンジンストップすることなく油温を上昇することができる。
【００８７】
以上のことからステップ３０５〜ステップ３０７の間では、発熱量Q＝Q1＋Q2が得られ、この発熱量Qによって油温を上昇させる。油温が所定値以上となると、極低温制御のLEDランプを消灯し、運転者に走行可能となったことを知らしめ、極低温制御を終了する。その後、前述した過励磁電流制御が行われる。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態１における電磁多板クラッチの制御装置にあっては、極低温状態であっても、エンジンの始動性を確保しつつ、電磁石２２ａの発熱Q1と各クラッチプレートのドラグトルクによる発熱Q2の両方の発熱量を得ることが可能となり、油温を素早く上昇することができる。
【００８９】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９０】
また、実施の形態では、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチについて説明したが、例えば四輪に駆動力を分配する電磁多板クラッチを用いたバリアブルセンターデフ等に本制御を適用しても、もちろん同様の作用効果を得ることができる。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表すシステム図である。
【図２】実施の形態１における変速機ユニットの電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。
【図３】実施の形態１における電磁クラッチ周辺を表す拡大断面図である。
【図４】実施の形態１における電磁多板クラッチの基本制御を表すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における過励磁電流制御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における過励磁電流値及び過励磁電流を流す時間と温度の関係を表すマップである。
【図７】実施の形態１における極低温制御を表すフローチャートである。
【図８】実施の形態１における極低温制御を表すタイムチャートである。
【図９】実施の形態１における励磁電流値とエンジン回転数の関係を表すマップである。
【符号の説明】
１ 入力シャフト
１ａ 開口部
１ｂ 中空部
１ｃ 開口部
１ｄ 開口部
２ オイルポンプ
２ａ ポンプハウジング
２ｂ ポンプカバー
２ｃ 中空スリーブ
３ 変速機ケース
３ａ 第２収装室
４ 入力クラッチハウジング
４ａ 第１収装室
４ｂ ドレーンポート
５ 入力クラッチ
６ トーショナルダンパ
６ａ スプライン
６ｂ ドライブプレート
６ａ 出力メンバ
７ 入力ハブ
７ａ スプライン
９ オイルシール
１０ ベアリング
１１ フロントカバー
１３ 入力ドラム
１３ａ 開口部
１３ｂ 軸部
１３ｃ 油孔
１３ｄ 小径軸
１３ｅ ベアリング支持部
１４ 入力ドラム
１５ 入力クラッチパック
１５ａ フローティングプレート
１５ｂ フェーシングプレート
１５ｃ クラッチプレート
１５ｄ リテーナ
１５ｅ スナップリング
１６ 入力クラッチハブ
１６ａ 接触面
１７ ローディングカム
１８ スナップリング
１９ リターン皿ばね
２２ 電磁クラッチ
２２ａ 電磁石
２２ｂ リテーニングプレート
２２ｃ 金属プレート
２２ｄ スナップリング
２４ ロータ
２４ａ ロータの一端
２５ クラッチハブ
２５ａ 金属プレート
２７ スラストベアリング
３０ エンジン
４０ 電磁多板クラッチ
５０ 前後進切換機構
５１ リングギア
５２ キャリア
５３ サンギア
５４ 前進クラッチ
５５ 後進クラッチ
６０ 変速機構部
６１ 変速機入力軸
７１ エンジン回転数センサ
７２ スロットル開度センサ
８１ 油温センサ
８２ 車速センサ
８３ インヒビタスイッチ

Claims (10)

1. 電磁石と該電磁石の発生する電磁力により締結可能なクラッチプレートを有する湿式の電磁パイロットクラッチと、
   電流制御により前記電磁パイロットクラッチを断続操作する操作手段と、を備え、
   エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ断接可能に伝達する電磁多板クラッチの制御装置において、
   油温を検出する油温検出手段と、
   前記電磁石の消磁状態で前記電磁石と前記クラッチプレートの間隔を確保する間隔確保手段と、
   検出された油温が予め設定された設定油温未満のときは、前記間隔確保手段により前記間隔を確保した後、前記電磁石に対し少なくとも定格電流以上であって、確実に電磁パイロットクラッチを締結可能とする所定の過励磁電流値未満の電流値を出力する電磁石加熱部と、
   を設けたことを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
2. 請求項１に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記間隔確保手段は、前記クラッチプレートへの遠心油圧の供給により前記間隔を確保することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
3. 請求項１に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記電磁多板クラッチへの潤滑量を大きくする潤滑増加手段を設け、
   前記間隔確保手段は、前記潤滑増加手段により前記潤滑量を大きくすることで前記間隔を確保することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記電磁多板クラッチの出力部と前記変速機構部の入力軸の間に介在され、前進クラッチまたは後進クラッチの締結によりエンジンから出力された回転を切り換えると共に、前記前進クラッチと前記後進クラッチの両方を締結することで前記出力部を固定する前後進切換機構部を備え、
   前記間隔確保手段により前記間隔を確保するまでの間、前記前進クラッチまたは前記後進クラッチの締結を禁止することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
5. 電磁石と該電磁石の発生する電磁力により締結可能なクラッチプレートを有する湿式の電磁パイロットクラッチと、
   電流制御により前記電磁パイロットクラッチを断続操作する操作手段と、
   前記電磁多板クラッチの出力部と前記変速機構部の入力軸の間に介在され、前進クラッチまたは後進クラッチの締結によりエンジンから出力された回転を切り換えると共に、前記前進クラッチと前記後進クラッチの両方を締結することで前記出力部を固定する前後進切換機構部と、
   を備えた電磁多板クラッチの制御装置において、
   油温を検出する油温検出手段と、
   前記電磁多板クラッチへの潤滑量を小さくする潤滑低減手段と、を設け、
   検出された油温が予め設定された設定油温未満のときは前記前後進切換機構部により前記出力部を固定すると共に、前記潤滑低減手段により前記潤滑量を小さくし、
   検出された油温が前記設定油温以上のときは前記潤滑量を通常値に戻すことを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
6. 請求項５に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記電磁石の消磁状態で前記電磁石と前記クラッチプレートの間隔を確保する間隔確保手段と、
   検出された油温が前記設定油温未満のときは、前記間隔確保手段により前記間隔を確保した後、前記電磁石に対し少なくとも定格電流以上であって、確実に電磁パイロットクラッチを締結可能とする所定の過励磁電流値未満の電流値を出力し、
   検出された油温が前記設定油温以上のときは前記電流値の出力を停止する電磁石加熱部と、を設けたことを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
7. 請求項６に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記電流値はエンジン回転数に応じた値であることを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
8. 請求項５ないし７のいずれか１つに記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   検出された油温が前記設定油温以上のときは前記前進クラッチ及び前記後進クラッチの少なくとも一方を解放することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
9. 請求項５ないし８のいずれか１つに記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
   前記電磁パイロットクラッチの外径側に配置され、ドリブン側のクラッチプレートとスプライン結合しているハブ部と前記前後進切換機構部の入力軸とをスプライン結合したメインクラッチから構成したことを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
10. 請求項２に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
    前記電磁パイロットクラッチのクラッチプレートであって、外周側にスプライン嵌合部を有するクラッチプレートの内周側端部の電磁石側側面に、テーパを形成したことを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。

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