(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)ブロワと駆動関係にあり、離脱状態から結合状態に移行する磁粉クラッチを設けるステップと、
(b)少なくとも1つの車両パラメータを検出するステップと、
(c)検出した車両パラメータに応答して前記クラッチを結合させる信号を発信するステップとを含み、
前記磁粉クラッチを設けるステップは、入力部材と、出力部材と、磁束発生源とを有する磁粉クラッチを設けることを含み、前記入力部材及び前記出力部材は、それぞれ複数の非磁性部分を含み、該非磁性部分は、磁束をほぼこれらの間の経路に通すように配置され、この磁束が前記入力部材と前記出力部材との間に配置された磁気反応媒体をトルク伝達カップリングに変換して、前記クラッチを離脱状態から結合状態に移行させるようになっており、
前記クラッチの離脱状態から結合状態への移行は、検出された車両パラメータの関数として行われることを特徴とする回転ブロワの制御方法。
【請求項２】
前記信号を発信するステップは、検出された車両パラメータの変化の関数として実行されることを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項３】
前記信号を発信するステップは、検出された車両パラメータの変化率の関数として実行されることを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項４】
前記クラッチの離脱状態から結合状態への移行は、車両パラメータの変化が速いほど速く実行されることを特徴とする請求項3に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項５】
前記車両パラメータを検出するステップは、スロットル位置の検出を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項６】
前記スロットル位置は、命令されたスロットル位置の変化を表すことを特徴とする請求項5に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項７】
前記車両パラメータを検出するステップは、スロットル位置の変化率の検知を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項８】
前記車両パラメータを検出するステップは、エンジン速度の検出を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項９】
さらに、前記信号を修正して前記クラッチを結合状態に維持するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項１０】
前記信号を発信するステップは、前記クラッチを結合させる結合レベルから前記クラッチを結合状態で維持する定常状態レベルに移行する入力電流を有する信号の発信を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項１１】
前記結合レベルは、前記定常状態レベルより大きいことを特徴とする請求項10に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項１２】
前記信号を発信するステップは、さらに、信号のパルス幅変調を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項１３】
前記入力部材と前記出力部材との間で伝達されるトルクは、前記信号にほぼ比例することを特徴とする請求項1に記載の回転ブロワの制御方法。
【請求項１４】
回転ブロワと駆動関係にあり、離脱状態から結合状態に移行する磁粉クラッチと、
車両パラメータを検出するための少なくとも1つのセンサと、
検出された車両パラメータに応答して、前記クラッチに信号を選択的に伝達して、前記クラッチを結合させるために作動可能な制御ユニットとを備え、
前記クラッチは、入力部材と、出力部材と、磁束発生源とを含み、前記入力部材及び前記出力部材は、それぞれ複数の非磁性部分を含み、該非磁性部分は、磁束をほぼこれらの間の経路に通すように配置され、この磁束が前記入力部材と前記出力部材との間に配置された磁気反応媒体をトルク伝達カップリングに変換して、前記クラッチを離脱状態から結合状態に移行させるようになっており、
前記クラッチの離脱状態から結合状態への移行が、検出された車両パラメータの関数として行われることを特徴とする回転ブロワの作動を制御するための制御システム。
【請求項１５】
前記制御ユニットは、
(a)車両パラメータを検出し、
(b)前記クラッチを結合させる信号を発信するための論理規則を含むことを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項１６】
前記車両パラメータは、スロットル位置、エンジン速度およびスロットル位置の変化率の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項１７】
前記クラッチの離脱状態から結合状態への移行は、車両パラメータの変化が速いほど速く実行されることを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項１８】
前記信号は、前記クラッチを結合させる結合レベルから前記クラッチを結合状態で維持する定常状態レベルに移行する入力電流を表すことを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項１９】
前記結合レベルは、前記定常状態レベルより大きいことを特徴とする請求項18に記載の制御システム。
【請求項２０】
前記入力電流は、前記定常状態レベルより大きい結合レベルに迅速に上昇することを特徴とする請求項18に記載の制御システム。
【請求項２１】
前記入力電流は、前記定常状態レベルにほぼ等しい結合レベルにゆっくりと低下することを特徴とする請求項18に記載の制御システム。
【請求項２２】
検出された車両パラメータの速い変化に対して、前記結合レベルは、前記定常状態レベルより大きいことを特徴とする請求項18に記載の制御システム。
【請求項２３】
検出された車両パラメータの比較的速い変化に対して、前記結合レベルは、ほぼ前記クラッチの磁気飽和点であることを特徴とする請求項18に記載の制御システム。
【請求項２４】
前記制御ユニットによって供給される信号は、パルス幅変調されていることを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項２５】
前記入力部材と前記出力部材との間で伝達されるトルクは、前記信号にほぼ比例することを特徴とする請求項14に記載の制御システム。
【請求項２６】
回転ブロワを駆動するための装置であって、
入力部材と、出力部材と、磁束発生源とを備え、
前記入力部材及び前記出力部材は、それぞれ複数の非磁性部分を含み、該非磁性部分は、磁束がほぼこれらの間を通って、前記入力部材と前記出力部材との間に配置された磁気反応媒体をトルク伝達カップリングに変換して、当該装置を離脱状態から結合状態に移行させるように配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２７】
前記磁束発生源は、電磁石であることを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記非磁性部分は、溝であることを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項２９】
前記入力部材に配置された非磁性部分は、前記出力部材における非磁性部分の間の該非磁性部分から等距離にある点の径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項26に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、概して磁粉クラッチに関し、より具体的には、内燃機関を過給するためのスーパーチャージャ等の回転ブロワに駆動連結される磁粉クラッチ(magnetic particle clutch)の作動を制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には公知のように、スーパーチャージャは、内燃機関の吸気マニホールド内の吸気圧力を増大すなわち「ブースト(過給)」して、エンジンが自然吸気される(すなわち、ピストンの吸気行程中にピストンによって空気がシリンダ内に吸引される)場合よりも、大きな出力を得るために使用される。従来のスーパーチャージャは、常時、エンジンによって駆動されるため、エンジンの過給を必要としない場合にも、エンジン出力を消費することになる。少なくともこの理由により、入力部(すなわち、ベルト駆動のプーリ)とスーパーチャージャとの間に直列にクラッチ等の係脱装置を設けることが公知である。
【０００３】
例示に過ぎないが、典型的なスーパーチャージャの駆動クラッチの結合時間は、車両製造業者によって明示されているように、約0.10秒である。応答時間が長いと、ターボチャージャタイプのエンジン過給システムが内在するような車両アクセルペダルの踏込みとスーパーチャージャの過給が立上がる点との間のタイムラグを特徴とするよく知られた「ターボラグ」感覚を生じることになる。一方、(結合時の)応答時間は、エンジンに急激に大きなトルク負荷をかけることになるほど、あまり速く、急激にすべきではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電磁的に作動するクラッチアセンブリによって駆動されるスーパーチャージャを設けることが従来技術において周知である。そのようなクラッチ構造を有するスーパチャージャは、一旦クラッチが結合又は離脱状態になれば概ね満足できるように作動できるが、この公知の構造は、「過渡的」な状態、すなわち、クラッチアセンブリが離脱状態から結合状態へ、又は、その反対に移行する間、一定の問題がある。スーパチャージャを駆動する電磁クラッチは、一般的に、クラッチの滑りを殆ど又は全く伴わずに急激に結合するオン−オフ型の装置であるため、クラッチの結合中に、エンジンに望ましくない過渡トルク負荷がかかることになる。エンジン速度によっては、従来の電磁クラッチが結合されたとき、車両の運転者にエンジン速度の「低下」を感じさせ、また、望ましくない車両の減速を生じることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力部及び入力部によって駆動される一対のブロワロータを有する回転ブロワを制御するための改良された方法及び制御システムを提供することによって、従来のスーパチャージャ駆動クラッチの問題を解消する。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、本発明の方法は、入力部とブロワロータとの間に直列の駆動関係で磁粉クラッチを設けることを含む。この磁粉クラッチは、入力部材と、出力部材と、磁束発生源とを含む。磁界によって、入出力部材間に配置された磁気反応媒体がトルク伝達カップリングに変換して、クラッチを離脱状態から結合状態に移行させる。本発明の方法は、車両パラメータを検出し、車両パラメータに応じてクラッチを結合させる信号を発生して、クラッチの離脱状態から結合状態への移行が検出された車両パラメータの関数として制御されるようにすることを含む。
【０００７】
また、本発明の制御システムは、上述の磁粉クラッチと、スロットル位置の変化率等の車両パラメータを検出するための少なくとも1つのセンサと、検出された車両作動パラメータに応答して信号を磁束発生源に選択的に伝達する制御ユニットとが設けられている。
【０００８】
本発明は、可変かつ制御可能な結合及び離脱応答時間を有し、これにより、従来のスーパーチャージャを駆動する電磁クラッチのオン−オフ特性およびエンジンの一時的な過負荷を回避する改良されたスーパーチャージャおよびクラッチアセンブリを有利に提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明を添付図面を参照して読むことにより、当業者には、本発明の様々な付加的な特徴及び利点が明らかになる。
本発明の特徴及び進歩的な特徴は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲および後で簡単に説明する図面を読むことによって、より明確になるであろう。
【００１０】
本発明の限定を意図しない図面を参照すると、本発明の好適な実施形態が詳細に示されている。図1は、スーパーチャージャおよびバイパスバルブ構造を含む吸気マニホールドアセンブリの概略図である。全体として符号10で示されるエンジンは、複数のシリンダ12を含み、各シリンダ12内に配置された往復運動するピストン14によって、拡張可能な燃焼室16を形成している。エンジン10は、吸気及び排気バルブ22および24をそれぞれ介して燃焼空気を導入及び排出する吸気及び排気マニホールドアセンブリ18および20を含む。
【００１１】
吸気マニホールド18は、米国特許第5,078,583号および第5,893,355号に記載されているようなルーツ型とすることができる容積型の回転ブロワ26含み、これらの特許は本発明の譲受人に所有されており、その内容は、本説明に含まれるが、これに限定する必要はない。したがって、本発明は、スクリュコンプレッサに見られる雄及び雌ロータ等の様々なタイプ及び構造を有するスーパーチャージャに有利に使用することができる。
【００１２】
ブロワ26は、1対のロータ28及び29を含み、これらは、それぞれ複数の噛み合わされたローブを有している。ロータ28及び29は、1対の平行に重なり合う円筒状の室28c及び29cにそれぞれ配置されている。ロータ28,29は、駆動ベルト(ここでは図示せず)等による公知の方法で、これらに伝達されるエンジンクランク軸のトルクによって機械的に駆動することができる。一般的なスーパーチャージャアセンブリでは、機械的な駆動装置は、ブロワロータをクランク軸速度に対して一定の比で回転させて、ブロワの吐出し量がエンジン排気量よりも大きくなるようにし、これによって燃料室16への空気流がブーストすなわち過給されるようにしている。このスーパチャージャすなわちブロワ26は、入口ダクトすなわち通路32からの空気または空気‐燃料混合気を受入れる入口ポート30を含み、さらに、過給空気をダクト36によって吸気バルブ22へ導くための吐出ポート、すなわち、出口ポート34を含む。入口ダクト32および吐出しダクト36は、符号38で概略的に示されるバイパス通路によって互いに連通されている。エンジン10がオットーサイクル型である場合、スロットルバルブ40は、外気すなわち大気等の空気源から入口ダクト32に流入する空気または空気−燃料混合気を公知の方法で制御する。この代りに、スロットルバルブ40は、スーパチャージャ26の下流に配置することもできる。
【００１３】
バイパス通路38内には、全体として符号44で示されるアクチュエータアセンブリによって開位置と閉位置との間で移動するバイパスバルブ42が配置されている。アクチュエータアセンブリ44は、真空管路46によって入口ダクト32内の流体圧力に応答する。アクチュエータアセンブリ44は、エンジン出力要求の関数として、吐出しダクト36内の過給圧力を制御するように作動する。バイパスバルブ42が全開位置にあるとき、ダクト36内の空気圧は、比較的低いが、バイパスバルブ42が全閉位置にあるとき、ダクト36内の空気圧は比較的高い。一般的に、アクチュエータアセンブリ44は、適当なリンク機構によってバイパスバルブ42の位置を制御する。当業者には理解されるように、ここに図示されたバイパスバルブ42は、一般的な説明のための例示に過ぎず、本発明の範囲内において、モジュール式(一体式)バイパス、電気作動式バイパス、あるいは、場合によっては全くバイパスを設けない等、様々な他のバイパス形状および構造を使用することができる。
【００１４】
図2および図3を参照して、ブロワ26は、全体として符号48で示されるハウジングアセンブリを含み、このハウジングアセンブリ48は、室28c、29cを形成する主ハウジング50を含む。また、ハウジングアセンブリ48は、以下にクラッチハウジングともいう入力ハウジング52を含み、入力ハウジング52は、クラッチアセンブリ54の一部を支持している。図3に示されるように、ハウジング52は、クラッチアセンブリ54の他の部分が支持する入力軸56を回転可能に支持する。
【００１５】
以下の説明から分かるように、磁粉クラッチ54の作動は、入力部材及び出力部材の複数の係合面の間に配置された磁気反応媒体に作用する電磁的及び機械的な力に基づいている。この磁力は、媒体の粘度を増大させるように作用して、駆動部材と被駆動部材とを連結させる。磁粉クラッチ54は、特に、円滑な結合、スリップ状態での作動能力および比較的広い範囲にわたる電気的な入力によるトルク伝達の制御可能性等の多くの利点を提供する。
【００１６】
本発明に使用する磁粉クラッチ54の一例が図3乃至図5に示されている。図3を参照して、クラッチハウジング52は、入力軸56を挿通させるダクト58を含む。入力軸56は、好ましくは、ハウジング52から延びる肩部62,64および入力軸56から延びる肩部66によってダクト58内に位置決めされた複数のベアリング60によって支持される。ベアリング60の少なくとも1つは、図3において最も左方のベアリング60に隣接して示されるように、環状のシール部材68によって軸方向に付勢することができる。
【００１７】
公知の磁性体である第1回転部材70すなわち出力部材70は、軸56に強固に固定されている。第1回転部材70は、軸56の径方向外側に配置された内側表面74及び外表面76を有する円筒状部分72を含む。外側表面76は、好ましくは、複数の非磁性部分78を含む。以下に更に詳述するように、これらの非磁性部分78は、磁界中で磁力線が非磁性部分78を通過するのを阻止する。
【００１８】
図3に示される実施形態において、非磁性部分78は、略台形断面を有する溝として描かれているが、これに限定されるものではない。この代りに、非磁性部分78は、例えば、円筒状部分72をほぼ貫通又は完全に貫通するように配置された非磁性リング又はスロットとすることもできる。さらに、非磁性部分78は、内側表面74上に配置することもでき、また、円筒状部分72をほぼ貫通又は完全に貫通するように配置することもできる。
【００１９】
公知の磁性体である第2回転部材80すなわち駆動部材80は、ベアリング81によって軸56に支持されており、ベアリング81は、軸56の先端に配置された肩部82によって位置決めされている。回転部材80の前端には、入力プーリ86が一体に形成されており、この入力プーリ86によって、クラッチ54の結合中にエンジンクランク軸(図示せず)から入力軸56にトルクが伝達される。
【００２０】
第2回転部材80は、更に、第1回転部材70の円筒状部分72の径方向外側に配置されて軸56とほぼ平行な円筒状部分90を含む。円筒状部分90は、内側表面92及び外側表面94を含む。内側表面92は、好ましくは、第1回転部材70の非磁性部分78と同様の複数の非磁性部分96を含むが、これに限定されるものではない。非磁性部分96は、以下に説明する理由から、第1回転部材70における非磁性部分78の間の非磁性部分78から等距離にある点の径方向外側に配置されるように内側表面92に配置されている。円筒状部分72の非磁性部分78および円筒状部分90の非磁性部分96は、これらの間に複数の対向する作動表面98、100、102及び104を形成する。
【００２１】
第1回転部材70及び第2回転部材80は、接触しないが、これらの間にほぼ均一の隙間106を形成する。隙間106は、磁気反応粉(magnetically reactive powder)等の磁気反応媒体105(図4(A)参照)の薄い層が、その中に入ることができる所定の幅を有する。磁気反応粉は、オイルベースの磁気流動性流体を劣化させる温度に対する耐性から、好適な磁気反応媒体であるが、そのように限定されるものではない。
【００２２】
非磁性部分78及び96は、図4(B)および図5に示されるように、ほぼ作動表面98、100、102及び104を通って隙間106を横切る磁束108の磁力線の集中を補助し、これにより、クラッチの重量を実質的に増大させることなく、クラッチの作動表面の面積を有利に増大させる。これに加えて、図4(A)に示されるように、非磁性部分78および96は、磁界が励起されていないとき、磁気反応媒体105を受入れるための物理的な容積を提供する。磁界が励起されていないとき、磁気反応媒体105を隙間106から引離すことによって、摩擦が減少し、これにより、第1回転部材70と第2回転部材と間の抵抗が減少する。図示の磁粉クラッチ54は、非磁性部分78及び96を有するものとして説明されているが、これに限定されるものではない。したがって、第1及び第2回転部材70及び80は、追加の作動表面の面積が要求されない場合には、非磁性部分を設けなくてもよい。
【００２３】
クラッチ54は、更に、磁束発生源を含み、この磁束発生源は、図3及び図5において、回転部材70とハウジング部材52との間のハウジング部材52の外側に取付けられた電磁石110として示されている。図示の実施形態においては、電磁石110は、ほぼ環状のシェルの周囲に電線を巻回したコイル112を含む。周知のように、コイル112に通電された電流は、電磁石110の付近に、通電電流のレベルに比例した強度で磁界を発生させる。このほか、磁束発生源は、例えば、電磁石のフェイル時に、クラッチがデフォルト状態で結合するように、電磁石に抗して作用する永久磁石によって補助される他の構造とすることもできる。
【００２４】
電磁石110は、電線115を介してコイル112に電気的な信号を供給する電子制御ユニット(ECU)(図示せず)によって制御される。このECUは、例えば車両パラメータに対応するセンサの読込み等の入力信号を処理し、また、この入力信号を電磁石110に供給するのに適した電気的信号を決定するための論理規則に従って処理する。このECUは、好ましくは、クラッチ54の作動を制御するための一般的なコンピュータプログラムの形式で、この論理規則を記憶する充分なメモリを有するマイクロプロセッサベースのものである。本発明は、いかなる特定のタイプ又は構造のECU、あるいは、いかなる具体的な制御論理にも限定されるものではないことは、当業者には分かるであろう。本発明の本質は、クラッチ54が、その所定速度での結合及び離脱を達成すべく、電磁石110に与える電気的信号を調整可能な制御ユニットの類と通信し、また、この制御ユニットが、スロットル位置等の所定の車両パラメータによって表される制御可能な速度でクラッチの結合を達成することができる制御論理の類を含むことである。
【００２５】
磁束108の磁力線がほぼ既知の磁性を有する構造を通る通路を通過することは従来技術において公知である。図5に示されるように、電磁石110の付近の磁界について、磁束108の磁力線は、電磁石110の固定シェル114から出て、隙間120を横切り、これにより、磁束108が第1回転部材70の非磁性部分78の径方向内側に配置された領域122を飽和する。領域122が飽和すると、磁束108の磁力線は、最小の抵抗の通路に従って、作動表面124を通して隙間106を横切って第2回転部材80に入る。非磁性部分78の最小幅は、隙間106の幅よりも大きくするのがよく、これにより、磁束が非磁性部分78を横切るのを防止する。磁束108は、第2回転部材80に入ると、非磁性部分96の径方向外側の領域126を飽和する。領域126が飽和すると、磁束108は、作動表面98を通して隙間106を横切って第1回転部材70に入る。非磁性部分78と96との間の隙間106を横切って縫うように進む過程は、非磁性部分78及び96の数だけ反復される。磁束108が隙間106及び隙間120を横切って電磁石110の固定シェル114に再入することにより、この磁路は完結する。
【００２６】
図4(B)に示されるように、磁気反応媒体105の磁気反応粒子128は、磁束108が作動表面100を通して隙間106を横切るとき、磁束108の磁力線に沿って、磁界の強度に関連して配列を変える。磁界の影響下の磁気反応粒子128は、鎖状130に結合して剪断力を増大させて、隙間106に対向する作動表面100に対する機械的な摩擦を発生させる。増大された剪断力及び機械的な摩擦によって、第1回転部材70と第2回転部材80との間でトルクを伝達することになる。
【００２７】
クラッチ54の結合によってブロワ26の作動が望まれるとき、適当な電気的信号が電磁石110に伝達されて、上述のように、磁界が発生して、媒体105の特性によって、第2回転部材80と第1回転部材70との間でトルクが伝達される。図6を参照すると、クラッチ54の出力トルクは、電磁石110への通電電流に対してプロットされている。図6に示されるように、クラッチ54は、その出力トルクと電磁石110への通電電流との間で、クラッチ54の磁気飽和点まで、ほぼ線形の関係を呈してる。図6に示されるクラッチ出力トルク及びコイル電流値は、例示に過ぎず、例えば、第1及び第2回転部材70、80間の作動表面の寸法及び数、並びに、クラッチ54の作動速度等のファクタによって変更することができる。
【００２８】
したがって、第2回転部材80と第1回転部材70との間のトルク伝達量は、電磁石110に通電される電流を変化させることによって選択的に制御することができ、望ましい場合には「ソフト結合」を実行することができ、あるいは、必要とされ、かつ、許容できれば、より迅速な結合を実行することができる。例えば、エンジンが「パートスロットル」状態で運転されている場合には、ゆっくりとした結合を実行することが望ましく、反対に、エンジンが「フルスロットル」状態で運転されている場合には、クラッチをより迅速に結合することが望ましい。殆どのスーパーチャージャ装置において、結合応答時間は、離脱応答時間よりも重要であることは、当業者には分かるであろう。
【００２９】
主に図7及び図8を参照すると、スーパーチャージャのクラッチ結合制御方法が詳細に示されている。例示に過ぎないが、スーパーチャージャのクラッチ結合は、検出されたエンジンスロットル位置の変化率の関数として示されているが、これに限定されるものではない。この代りに、スーパーチャージャのクラッチ結合は、例えば、エンジン速度又は単純なスロットル位置等の検出された他の車両パラメータの関数として制御することもできる。
【００３０】
クラッチ54の結合によってスーパーチャージャを作動させる場合、図8に示される制御論理が「スタート」へ進むことによって開始される。ステップ200を参照すると、ECUは、一般的に車両の加速の度合を表すスロットルペダル位置の変化率を検出する。ECUは、その後、ステップ202に示されるように、検出したスロットル位置の変化率を所定の結合閾値と比較する。このエンジン作動パラメータがこの閾値より小さい場合(ノー)、ロジックは、単に上流のステップ200へ復帰する。この作動パラメータがこの閾値よりも大きい場合(イエス)、ロジックはステップ204へ進む。
【００３１】
ステップ204を参照して、電磁石110に通電する入力電流を表すコマンド信号がステップ200で読込んだスロットル位置の変化率の関数として計算される。例えば、各コマンド信号に関係する入力電流は、(1)クラッチ54の完全結合に必要な結合電流(I1)および(2)クラッチ54を完全結合された状態で維持するのに必要な所定の電流を表す定常状態電流(I2)の2つの部分で供給される。
【００３２】
クラッチ54の結合を制御する無限数の方法を生じることができ、例えば、(i)結合電流(I1)のレベル、(ii)結合電流(I1)の適用レートおよび(iii)結合電流(I1)の減少速度の少なくとも1つを変化させることによることができる。図7のグラフは、クラッチ54の結合のための制御方法のいくつかの例を示しており、各制御方法は、異なるスロットル位置の変化率に対応し、スロットル位置の変化率にはT1からT4の符号が付され、T1は上述した所定の閾値であるスロットル位置の変化率を表している。
【００３３】
図7に示されるように、パラメータT1は、比較的小さいスロットル位置の変化率に対応し、これにより、結合電流(T1)は、ゆっくりと約2アンペアに上昇することになる。これに対して、パラメータT4は、比較的大きなスロットル位置の変化率に対応し、これにより、結合電流(I1)は、迅速に約6アンペアに増大する。図7に示される電流値は、例示に過ぎず、例えば、クラッチ54に使用される磁気反応媒体105のタイプおよびクラッチ54の磁気飽和点等のファクタによって変化する。
【００３４】
図7のグラフから分かるように、結合電流の値および変化率がより大きくなると、クラッチ54の結合がより速くなる。上述のように、クラッチ54の結合は、電磁石110によって発生される磁界の強さの関数であり、したがって、コイル12に与えられる電流の関数である。クラッチ54の比較的速い結合が要求されたとき、結合電流(T1)は、第1及び第2回転部材70及び80の慣性の影響に打勝って速度を上昇させるため、図7のパラメータT2からT4で示されるように、定常状態電流(I2)より大きくされる。クラッチ54の比較的ゆっくりとした結合が要求されたとき、結合電流(I1)は、図7のパラメータT1で示されるように、ゆっくりと定常状態電流(I2)へ向かって上昇され、エンジン10に過渡的な過負荷を生じることなく円滑に結合できるようにする。パラメータT2およびT3に関する信号は、パラメータT1とT4とに関する信号の間の中間値の例を表していることが分かる。
【００３５】
図7におけるパラメータT2’およびT2”で示されるように、入力電流の適用レートは、結合電流(T1)のレベルにかかわらず制御することができる。入力電流の増減レートは、図7におけるパラメータT2’で示されるように、線形とすることができ、あるいは、例えば、図7においてコマンド信号T2”として示されるように、結合電流(I1)まで指数的に急激に増大し、続いて定常状態電流(I2)まで指数的に急激に減少するような他の特性とすることができる。
【００３６】
また、電磁石110への入力電流の通電は、ECUによって供給される電気的信号のパルス幅変調(PWM)によって実行することができる。この方法に従って、所定の電流、例えばクラッチ54の磁気飽和点に対応する電流を有する電気的信号が所定の周波数でパルス幅変調され、これにより、コイル112に通電される総入力電流を低下させる。例えば、6アンペアの電流値を有する電気的信号を50％のパルス幅変調することによって、コイル112に通電される6アンペアについての入力電力は約半分になる。結合電流(I1)のパルス幅変調は、コイル112への入力最大電力を減少させて、クラッチ54の作動をより効率的にすることが分かる。
【００３７】
特定の運転状態においは、スーパーチャージャが、そのエンジン速度でクラッチ54が完全に結合された場合に生じる過給レベルよりも小さい僅かな過給を生じることが望ましいことがある。通電電流とクラッチの出力トルクとがほぼ線形関係であることから、第2回転部材80を第1回転部材70に対してスリップさせてクラッチ54を部分的に結合させる入力電流をコイル112に通電することが可能である。クラッチ54が部分的に結合された場合、完全に結合された場合よりも小さいトルクが第2回転部材80から第1回転部材に伝達される。
【００３８】
ここに図示して説明した特定の電流値および制御方法は、例示に過ぎず、本発明を限定するものではないことは、当業者には理解されるはずである。さらに、結合時間、すなわち、電流(I1)および(I2)を通電する間の時間は、本発明にとって重要ではなく、結合時間の一例を示したものに過ぎず、例えば車両重量、エンジン出力、スーパーチャージャ出力等のファクタによるものとすることができる。例示に過ぎないが、スロットル位置の変化率についてのパラメータT2(I1＝4.0アンペア)に対して、結合時間は約0.5〜1.5秒となる一方、スロットル位置の変化率についてのパラメータT4(I1＝6.0アンペア)に対して、結合時間は約200〜500ミリ秒となることが、本発明の開発中に分かった。
【００３９】
以上に本発明の特定の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明は、ここに図示して説明したものに限定されず、これらは、本発明を実施する最良の一形態を示しているに過ぎないと考える。特定の修正及び変更は本発明の範囲内に帰着し、そのような修正及び変更は、特許請求の範囲によって定義された技術的思想の範囲内であることが当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に利用することができるタイプのスーパーチャージャが配置された吸気マニホールドアセンブリを概略的に示す図である。
【図２】図1に示すスーパーチャージャアセンブリの平面図である。
【図３】本発明の方法によって制御される磁粉クラッチアセンブリを拡大して示す断面図である。
【図４】磁粉クラッチの結合中及び離脱中のそれぞれの磁気反応媒体を概略的に示す図である。
【図５】磁力線を示す図3のクラッチの拡大断面図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態に係る図3に示すクラッチアセンブリについての電流に対するクラッチ出力トルクのグラフ図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態に係る図3に示すクラッチアセンブリを結合させるための例示的な制御方法を示す時間に対する電流のグラフ図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態に係る制御ロジックを示すフローチャートである。
【符号の説明】
26  ブロワ
54  磁粉クラッチ
70  第1回転部材(出力部材)
78  非磁性部分
80  第2回転部材(入力部材)
110  電磁石(磁束発生源)
96  非磁性部分
105  磁気反応媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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