JP2007040413A - 自動クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチを「接」状態から「断」状態に制御する過程で、油圧アクチュエータを制御するモータに大きい突入電流が発生し、これに伴いクラッチを制御する油圧に急激な変動が発生することがわかった。
【解決手段】 クラッチを「接」から「断」に制御する制御信号について、これを瞬時に切換えるのではなく、数百ミリ秒程度の時間をかけて緩やかに切換えるように構成することにより、駆動電流のピークが消滅し、全体として緩やかな制御を実行することができるようになった。
【選択図】図１

Description

本発明は車両のクラッチ装置に利用する。本発明は、とくにトラック、バス、その他大型車両用の自動クラッチ装置として利用する制御装置に関する。本発明は、本願出願人の先願として特許出願した下記［特許文献１］に開示した発明に係る装置、およびその他同種の装置のさらなる改良に関する。

この先願に開示された装置は、図１に例示する制御系のブロック構成図を参照して、プログラム制御回路（１）により、目標クラッチブースタストローク位置と現在クラッチブースタストローク位置との差からデューティ比を制御し、モータドライバ（２）からモータ（３）へ駆動電流が供給され、そのモータ（３）の機械的出力により油圧アクチュエータ（４）の出力油圧が変化し、その油圧アクチュエータ（４）の出力油圧によりシリンダ（６）の内部油圧が変化し、そのシリンダ（６）の出力油圧により、エアタンク（９）から供給される空気圧により駆動されるクラッチブースタ（５）が変化し、そのクラッチブースタ（５）により発生する機械的な増幅出力により機械的なクラッチ（図外）の断接を含む位置制御をするように構成されたクラッチ装置である。上記括弧内の数字は図１の図面符号である。この先願に開示した自動クラッチ制御装置は、運転者が操作するクラッチペダル（７）が設けてあるものの、発進および変速のつど運転者がそのクラッチペダル（７）を操作する必要のない、いわゆる自動発進および自動変速操作を相応の大型車両に適用するために利用する優れた装置である。よく知られているように、このような装置のクラッチペダル（７）は、運転者がとくに車両の発進時、微速走行中の半クラッチ操作時など、割り込み操作によりクラッチ操作を所望するときに、運転者が装置の自動的な制御を必要な範囲でオーバライドすることができるように設けられたものである。

特開２００４−２７０７２３号公報

本願発明者は上記先願に開示した自動クラッチ制御装置を試作し、さまざま試験を実行する過程でつぎの課題に遭遇した。すなわちクラッチを「接」状態から「断」状態に制御する過程で（断から接ではない）、油圧アクチュエータ（４）を駆動するモータ（３）に大きい突入電流が発生することが観測された。また、内部油圧も図２（４）のように急激に上昇することが観測された。本来クラッチ制御装置は、クラッチの「断」状態から「接」状態に制御するときに、緩やかな「接」状態を作りだすようにさまざまに配慮が行われているが、従来例装置では「接」状態を「断」状態に変更する場合には、そのような配慮はなされていない。

これを詳しく検討したところ、上記のような大型車両用の自動変速装置に利用するクラッチ制御装置では、クラッチを「接」状態から「断」状態に制御する場合には油圧を利用するので、その油圧を供給するモータの負荷はかならずしも滑らかに変化するものではなく、駆動初期の電流供給時に大きい負荷がかかり、このときに大きい突入電流が発生し、その後内部油圧が上昇していることがわかった。この突入電流の発生および内部油圧の上昇は、それをこのまま放置しても直接にクラッチの動作には大きい影響を与えないものの、自動クラッチ装置の円滑な動作には望ましいものではなく、さらに装置の寿命には影響があるものと考えるに至った。

すなわち本発明は、自動クラッチ装置の高信頼化および長寿命化を目的とする。本発明は、自動クラッチ装置がクラッチの「接」状態から「断」状態に変位する場合に、油圧を駆動するモータの突入電流を小さくして、モータの円滑な動作およびその後の内部油圧の平滑化をはかることを目的とする。

本発明は、自動クラッチ装置が「接」状態から「断」状態に変位する場合に、その変位目標値を一挙に与えるのではなく、現在の位置から時間の経過にしたがって変位目標値を緩やかに変位するように変更制御することを最大の特徴とする。

すなわち本発明は、クラッチの断接を指示する電気信号を発生するプログラム制御回路（１）と、この電気信号にしたがって駆動電流を発生するモータドライバ（２）と、この駆動電流により駆動されるモータ（３）と、このモータにより駆動される油圧アクチュエータ（４）と、この油圧アクチュエータの出力油圧にしたがって制御される空気圧によりクラッチ位置を機械的に変位させるクラッチブースタ（５）とを備えた自動クラッチ制御装置において、前記制御回路（１）はクラッチを接状態から断状態に制御する指示信号に対して前記油圧アクチュエータにその油圧を緩やかに変更する手段を含むことを特徴とする。上記括弧内の数字は図面参照数字である。

前記油圧を緩やかに変更する手段は、前記電気信号を段階的に発生するように制御する手段を含む構成とすることが望ましい。

本発明により、自動クラッチ装置を「接」状態から「断」状態に制御する場合に生じる電気的機械的衝撃を緩和することができる。本発明により自動クラッチ装置を長寿命化することができる。

図１は本発明実施例装置の要部ブロック構成図である。この実施例装置は、本発明を大型車両のクラッチ制御系に実施したものである。すなわち、電気信号として到来する制御入力信号をプログラム制御回路（ＥＣＵ）１が処理して、クラッチの断接制御を自動的に実行するものである。制御入力信号は、アクセルペダルの踏込み量を表す信号、車速信号、変速機の状態信号、温度信号、ブレーキ信号、その他である。

油圧アクチュエータ４には、その油圧駆動源として一対のモータ３が設けられている。このモータ３はモータドライバ２からその駆動電流が供給される。このモータドライバ２はＥＣＵ１の制御出力により制御される。

油圧アクチュエータ４の油圧出力はシリンダ６に供給される。シリンダ６にはオイルリザーバからオイルが供給され、クラッチブースタ５にその出力油圧が供給される。シリンダ６は油圧アクチュエータ４の出力油圧と、運転者がその左足で操作するクラッチペダル７の踏込み量を検出するマスタシリンダ８の油圧が入力する。このシリンダ６の出力油圧はクラッチブースタ５の入力端に供給される。クラッチブースタ５は、空気圧シリンダであり、前記シリンダ６から入力する油圧をエアンク９から供給される空気圧により増幅して、図外のクラッチを機械的に駆動する。

この装置では、運転者の左足で操作するクラッチペダル７は、変速のつど踏まれなくとも、ＥＣＵ１がその入力情報にしたがって、図外の変速機の変速動作に同期してクラッチの接または断の操作が実行される。すなわち運転者は図外の変速レバーをドライブ位置に設定しておき、図外のアクセルペダルを踏み込むことにより、その時点の車速および必要なトルクにしたがって自動的な変速動作が適宜実行される。そのうえで運転者は、車速零からスタートするとき、あるいは微速走行時などにクラッチペダル７を意図的に使用することによって、上記の自動的な変速動作に割り込むことができる。このときには、クラッチペダル７を踏み込むことにより強制的にクラッチを断の状態をつくりだす、あるいはクラッチを適当に滑る状態に制御するなどができる。

ここで本発明の特徴とするところは、モータドライバ２の動作にある。図２を参照してこれを説明すると、図２は、（１）ＥＣＵ１で処理を行っている変位目標値、（２）クラッチブースタ５の実位置、（３）モータ３の駆動電流、（４）油圧アクチュエータ４からクラッチブースタ５の間の発生油圧、をそれぞれ等しい時間軸上にその経過を表示するグラフである。それぞれ横軸に時間をとり縦軸に対応する大きさをとる。これを従来例および本発明実施例について、縦軸横軸とも同一のスケールで対比できるように並べて表示する。

すなわちクラッチを切断する動作については、（１）ＥＣＵ１で処理を行っている変位目標値については、「接」から「断」にきわめて短い時間で指示入力を発生していたところ、これを約３００ミリ秒の時間をかけて緩やかに「接」から「断」に向けて指示信号を発生することとした。これにしたがってクラッチブースタ５の実ストローク位置については、時間の経過にしたがって図２（２）のように変化する。

駆動電流については図２（３）に示すように、従来例装置では指示入力の直後に大きいピーク値を示していたものが、本発明実施例のように指示位置を緩やかに変更することによりそのピーク値が小さくなり、駆動電流が平均化されることになった。その結果油圧アクチュエータ４からクラッチブースタ５の間の油圧については、図２（４）に示すように、従来例では激しい上下があったものが、滑らかな変化を示すこととなった。

本発明の装置では、目標変位の指示を一度に短時間で指示するのではなく、適当な時間をかけて段階的に変更するように指示することにしたものである。これはプログラム制御回路１のソフトウエアのわずかな変更により実行された。

上記実施例は大型貨物車両および大型バスについて実施したものであるが、産業用作業車両その他同様のクラッチ装置または油圧を使ってストロークを制御する装置を装備する車両についても広く実施して同様な効果を得ることができる。

本発明実施例装置のブロック構成図。 本発明実施例装置の動作を従来例装置と比較して表示する図。

符号の説明

１ プログラム制御回路（ＥＣＵ）
２ モータドライバ
３ モータ
４ 油圧アクチュエータ
５ クラッチブースタ
６ シリンダ
７ クラッチペダル
８ マスタシリンダ
９ エアタンク

Claims (2)

1. クラッチの断接を指示する電気信号を発生するプログラム制御回路（１）と、この電気信号にしたがって駆動電流を発生するモータドライバ（２）と、この駆動電流により駆動されるモータ（３）と、このモータにより駆動される油圧アクチュエータ（４）と、この油圧アクチュエータの出力油圧にしたがって制御される空気圧によりクラッチ位置を機械的に変位させるクラッチブースタ（５）とを備えた自動クラッチ制御装置において、
   前記プログラム制御回路（１）はクラッチを接状態から断状態に制御する指示信号に対して前記油圧アクチュエータにその油圧を緩やかに変更する手段を含むことを特徴とする自動クラッチ制御装置。
2. 前記油圧を緩やかに変更する手段は、前記電気信号を段階的に発生するように制御する手段を含む請求項１記載の自動クラッチ制御装置。

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