JP2010276117A - Control device of automatic clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるクラッチの断接を自動的に行う自動クラッチの制御装置に関する。 The present invention relates to an automatic clutch control device that automatically connects and disconnects a clutch mounted on a vehicle.
従来の車両には、エンジンから変速機構への動力の伝達状態を切り替えるクラッチ装置が設けられたものがある。このクラッチ装置は、エンジンの出力軸と一体回転するフライホイールと、変速機構の入力軸と一体回転しフライホイールと対向して配置されるクラッチディスクと、クラッチペダルの操作に応じてクラッチディスクをフライホイール側に移動させるアクチュエータと、を備えている。このようなクラッチ装置は、クラッチペダルが操作されることにより、アクチュエータによってクラッチディスクをフライホイール側に移動させ、フライホイールとクラッチディスクとの摩擦係合によりエンジンの動力を変速機構に伝達するようになっている。 Some conventional vehicles are provided with a clutch device that switches a transmission state of power from an engine to a transmission mechanism. The clutch device includes a flywheel that rotates integrally with the output shaft of the engine, a clutch disk that rotates integrally with the input shaft of the speed change mechanism and is disposed opposite to the flywheel, and the clutch disk that is operated in response to the operation of the clutch pedal. And an actuator that moves to the wheel side. In such a clutch device, when the clutch pedal is operated, the clutch disk is moved to the flywheel side by the actuator, and the engine power is transmitted to the transmission mechanism by frictional engagement between the flywheel and the clutch disk. It has become.
また、近年、運転者によるクラッチペダルの操作を必要とせず、アクセルペダルの操作による負荷要求や車両の走行状態に応じて、上記動力の伝達状態を切り替える自動クラッチが知られている。この自動クラッチは、電子制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)がアクチュエータのストロークを調整することによって、クラッチディスクを移動させ、上記動力の伝達状態を切り替えるようになっている。 In recent years, there is known an automatic clutch that does not require a driver to operate a clutch pedal and switches the power transmission state in accordance with a load demand caused by the operation of an accelerator pedal and a traveling state of a vehicle. In this automatic clutch, an electronic control unit (ECU) as an electronic control device adjusts the stroke of the actuator to move the clutch disk and switch the power transmission state.
また、このような自動クラッチにおいて、フライホイールとクラッチディスクとを係合させる際、係合完了までの時間を短縮するため、クラッチディスクをフライホイール側に移動させる速さをできるだけ速くする必要がある。一方、フライホイールとクラッチディスクとが接触し、係合する段階では、接触による衝撃や、エンジンの動力が急激に変速機構に伝達されることによる車両の急発進およびエンジンストールを防止するため、衝撃や急発進等を防止できる程度にゆっくりとクラッチディスクを移動させる必要がある。 Further, in such an automatic clutch, when the flywheel and the clutch disk are engaged, it is necessary to make the speed of moving the clutch disk to the flywheel side as fast as possible in order to shorten the time until the engagement is completed. . On the other hand, at the stage where the flywheel and the clutch disc come into contact with each other, the impact caused by the contact, the sudden start of the vehicle and the engine stall due to the sudden transmission of engine power to the speed change mechanism are prevented. It is necessary to move the clutch disk slowly enough to prevent sudden start or the like.
そこで、自動クラッチは、係合時間を短縮するための第1係合速度と、クラッチディスクとフライホイールとの接触時の問題を防止するための第1係合速度よりも小さい第2係合速度と、でクラッチディスクを移動させるようにしている。この自動クラッチは、クラッチディスクとフライホイールとが接触しない範囲で接近した位置を、係合速度切り替え点として記憶しておき、この係合速度切り替え点までは、上記第1係合速度で移動させ、係合速度切り替え点からは上記第2係合速度で移動させて、クラッチディスクとフライホイールとが第2係合速度で接触し、係合するようにしている。これにより、動力の伝達状態切り替えを短時間で行いつつ、クラッチディスクおよびフライホイールの係合の際に衝撃や車両の急発進が発生することを防止している。 Therefore, the automatic clutch has a first engagement speed for shortening the engagement time and a second engagement speed smaller than the first engagement speed for preventing a problem at the time of contact between the clutch disc and the flywheel. Then, the clutch disk is moved. In this automatic clutch, the position where the clutch disk and the flywheel are approached is stored as an engagement speed switching point, and the automatic clutch is moved at the first engagement speed until the engagement speed switching point. From the engagement speed switching point, the clutch disk and the flywheel are brought into contact with and engaged with each other at the second engagement speed. This prevents the occurrence of an impact or sudden start of the vehicle when the clutch disc and the flywheel are engaged while switching the power transmission state in a short time.
一方、このような自動クラッチにおいては、クラッチディスクとフライホイールの頻繁な係合による摩擦熱の増大や周囲温度の増大によってクラッチディスクが熱膨張し、クラッチディスクの厚みが増大することが考えられる。また、自動クラッチは、クラッチディスクをフライホイールとの摩擦により係合させているため、長期間使用するとクラッチディスク表面に設けられたクラッチフェーシングが摩耗して、クラッチディスクの厚さが変わってしまう。 On the other hand, in such an automatic clutch, it is conceivable that the clutch disk thermally expands due to an increase in frictional heat due to frequent engagement between the clutch disk and the flywheel and an increase in ambient temperature, thereby increasing the thickness of the clutch disk. Further, in the automatic clutch, the clutch disk is engaged by friction with the flywheel, so that when used for a long time, the clutch facing provided on the surface of the clutch disk is worn and the thickness of the clutch disk changes.
このように、クラッチディスクの厚さが変わってしまうと、実際にクラッチディスクとフライホイールとが係合する位置がずれてしまう。したがって、クラッチディスクとフライホイールとが第1係合速度で係合されてしまったり、第2係合速度による移動距離が長くなってしまい、クラッチ係合時の衝撃や車両の発進性の悪化を招いてしまう虞がある。 Thus, when the thickness of the clutch disk changes, the position where the clutch disk and the flywheel are actually engaged is shifted. Therefore, the clutch disc and the flywheel are engaged at the first engagement speed, or the movement distance due to the second engagement speed becomes long, and the impact at the time of clutch engagement and the startability of the vehicle are deteriorated. There is a risk of being invited.
このようなクラッチディスクとフライホイールとの係合位置(以下、クラッチ係合位置という)の変化に対応するため、経年変化を検知する経年変化検知手段を有し、この経年変化検知手段による検知結果に基づいて、クラッチ係合位置を学習補正して、クラッチフェーシングの摩耗等による走行性の変化を低減する自動クラッチの制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to cope with such a change in the engagement position between the clutch disc and the flywheel (hereinafter referred to as the clutch engagement position), the sensor has a secular change detection means for detecting a secular change, and a detection result by the secular change detection means. Based on the above, there has been proposed an automatic clutch control device that learns and corrects the clutch engagement position to reduce the change in travelability due to wear of the clutch facing (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載された従来の自動クラッチの制御装置は、ブレーキをかけて車両を停止状態として、クラッチの係合動作を行い、クラッチの係合中のエンジン回転数Neを監視し、このクラッチ係合中のエンジン回転数Neが予め設定された上限値と下限値との範囲内にあるか否かを判定する。このクラッチ係合中のエンジン回転数Neが、予め設定された上限値と下限値との範囲内にある場合には、クラッチ係合位置が適正であるとしてクラッチ係合位置の学習補正を行わない。一方、上記エンジン回転数Neが下限値よりも小さくなる場合には、クラッチディスクとフライホイールとの間の距離が適切な距離よりも短いと考えられるため、クラッチ係合位置をクラッチ解放側に学習補正する。また、上記エンジン回転数Neが上限値よりも大きくなる場合には、クラッチディスクとフライホイールとの間の距離が適切な距離よりも長いと考えられるため、クラッチ係合位置をクラッチ係合側に学習補正する。これにより、上記自動クラッチの制御装置は、クラッチディスクの磨耗等の経年劣化が生じても、クラッチを安定して係合させ、車両の発進性の悪化を防止するようにしている。 The conventional automatic clutch control device described in Patent Document 1 applies a brake to stop the vehicle, engages the clutch, monitors the engine speed Ne during clutch engagement, It is determined whether the engine speed Ne during clutch engagement is within a preset upper limit value and lower limit value. When the engine speed Ne during clutch engagement is within a range between a preset upper limit value and lower limit value, learning correction of the clutch engagement position is not performed because the clutch engagement position is appropriate. . On the other hand, when the engine speed Ne is smaller than the lower limit value, the distance between the clutch disk and the flywheel is considered to be shorter than the appropriate distance, so the clutch engagement position is learned to the clutch release side. to correct. Further, when the engine speed Ne is larger than the upper limit value, the distance between the clutch disk and the flywheel is considered to be longer than an appropriate distance. Correct learning. Thus, the automatic clutch control device stably engages the clutch to prevent deterioration of the startability of the vehicle even when the clutch disk wears out over time.
しかしながら、上記特許文献1に記載された自動クラッチの制御装置にあっては、ブレーキをかけて車両を停止状態として、クラッチの係合中のエンジン回転数を監視するとともに、予め設定されたエンジン回転数Neの上限値および下限値とクラッチの係合中のエンジン回転数Neとを比較するようにしていた。したがって、エンジン回転数Neの上限値および下限値を予め設定しておく必要があり、エンジン始動後の定常アイドリング状態や道路勾配がない場合等の限定された状況においては、クラッチ係合位置の学習補正を行うことができるものの、渋滞走行時のように車両を停止させることができない場合や、エアコン使用等によってエンジン回転数Neが不使用時に比べて上昇している場合といった様々な車両状況の変化に対応したクラッチ係合位置の学習補正を行うことができず、クラッチ係合時の衝撃や車両の発進性の悪化を防止することができないという問題があった。 However, in the automatic clutch control device described in Patent Document 1, the vehicle is stopped by applying a brake to monitor the engine speed during engagement of the clutch, and set the engine speed set in advance. The upper and lower limits of the number Ne are compared with the engine speed Ne during clutch engagement. Therefore, it is necessary to set the upper limit value and the lower limit value of the engine speed Ne in advance. In a limited situation such as when there is no steady idling state after the engine is started or there is no road gradient, learning of the clutch engagement position is required. Although it can be corrected, there are various changes in the vehicle situation, such as when the vehicle cannot be stopped, such as when driving in a traffic jam, or when the engine speed Ne increases due to the use of an air conditioner, etc. Thus, there is a problem that the learning correction of the clutch engagement position corresponding to the above cannot be performed, and the impact at the time of clutch engagement and the deterioration of the startability of the vehicle cannot be prevented.
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両の発進性を向上させることができる自動クラッチの制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides an automatic clutch control device capable of preventing an impact at the time of clutch engagement and improving the startability of the vehicle regardless of the vehicle situation. The issue is to provide.
本発明に係る自動クラッチの制御装置は、上記課題を解決するため、(1)駆動力を出力する動力源と前記駆動力を入力し所定の変速比で変速して出力する変速機構との間に設けられ、前記動力源の出力軸と一体的に回転するフライホイールおよび該フライホイールに対向し前記変速機構の入力軸と一体的に回転するクラッチディスクを有するクラッチ機構と、前記クラッチディスクと前記フライホイールとの距離および押圧力をストローク量によって変更するアクチュエータと、前記アクチュエータのストローク量を、予め定められた係合速度切り替え位置までは第1係合速度で変化させ、前記係合速度切り替え位置以降は前記第1係合速度よりも小さい第2係合速度で変化させて、前記クラッチディスクと前記フライホイールとを係合させるクラッチ係合制御手段と、を備えた自動クラッチの制御装置において、前記係合速度切り替え位置を記憶する速度切り替え位置記憶手段と、前記動力源の機関回転数を検出する回転数検出手段と、前記動力源の運転状態が安定したアイドル運転状態からクラッチの係合制御を行うクラッチ係合制御状態に切り替わるときの機関回転数をアイドル回転数として記憶するアイドル回転数記憶手段と、前記クラッチ係合制御状態中の前記機関回転数の最低回転数を記憶する最低回転数記憶手段と、前記アイドル回転数と前記最低回転数との差分が予め定められた補正判定しきい値以上である場合に、前記速度切り替え位置記憶手段に記憶された前記係合速度切り替え位置を前記フライホイールから離間する位置に学習補正する学習制御手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。 In order to solve the above-described problems, an automatic clutch control apparatus according to the present invention includes (1) a power source that outputs driving force and a speed change mechanism that inputs the driving force and shifts and outputs it at a predetermined speed ratio. And a clutch mechanism having a flywheel that rotates integrally with the output shaft of the power source, a clutch disk that faces the flywheel and rotates integrally with the input shaft of the transmission mechanism, the clutch disk, An actuator that changes the distance to the flywheel and the pressing force according to the stroke amount, and the stroke amount of the actuator is changed at the first engagement speed up to a predetermined engagement speed switching position, and the engagement speed switching position Thereafter, the clutch disk and the flywheel are engaged with each other by changing at a second engagement speed smaller than the first engagement speed. A clutch switching control means, a speed switching position storage means for storing the engagement speed switching position, a rotation speed detection means for detecting the engine speed of the power source, An idle speed storage means for storing an engine speed as an idle speed when the driving state of the power source is switched from a stable idle operation state to a clutch engagement control state for clutch engagement control; and the clutch engagement When the minimum rotational speed storage means for storing the minimum rotational speed of the engine rotational speed in the control state and the difference between the idle rotational speed and the minimum rotational speed is greater than or equal to a predetermined correction determination threshold value, Learning control means for learning and correcting the engagement speed switching position stored in the speed switching position storage means to a position away from the flywheel; It has a configuration in which characterized by including.
この構成により、動力源の運転状態が安定したアイドル運転状態からクラッチ係合制御状態に切り替わるときの機関回転数をアイドル回転数として記憶し、クラッチ係合制御状態中の機関回転数の最低回転数を記憶して、アイドル回転数と最低回転数との差分が補正判定しきい値以上である場合に、係合速度切り替え位置をフライホイールから離間する位置に学習補正するので、第1係合速度でのクラッチディスクとフライホイールとの係合を防止する係合速度切り替え位置の補正の有無を、クラッチ係合前のアイドル回転数とクラッチ係合期間中の最低回転数とを比較することにより、相対的な回転数差によって判断でき、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両の発進性を向上させることができる。 With this configuration, the engine speed when the driving state of the power source is switched from the stable idling state to the clutch engagement control state is stored as the idling speed, and the minimum engine speed in the clutch engagement control state is stored. Is stored and the engagement speed switching position is learned and corrected to a position away from the flywheel when the difference between the idle speed and the minimum speed is equal to or greater than the correction determination threshold value. By comparing the presence / absence of correction of the engagement speed switching position for preventing the engagement between the clutch disc and the flywheel at the idle rotation speed before clutch engagement and the minimum rotation speed during the clutch engagement period, Judgment can be made based on the relative rotational speed difference, and it is possible to prevent the impact when the clutch is engaged and improve the startability of the vehicle regardless of the vehicle state.
本発明によれば、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両の発進性を向上させることができる自動クラッチの制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the automatic clutch which can prevent the impact at the time of clutch engagement, and can improve the startability of a vehicle irrespective of a vehicle condition can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態における自動クラッチの制御装置を備えた車両の構成について、図1に示す車両の概略ブロック構成図、図2に示す自動クラッチの断面図、および、図3に示す変速機構およびディファレンシャル機構の構成を表す骨子図を参照して、説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, regarding the configuration of a vehicle including an automatic clutch control device according to an embodiment of the present invention, a schematic block configuration diagram of the vehicle shown in FIG. 1, a cross-sectional view of the automatic clutch shown in FIG. The mechanism and the differential mechanism will be described with reference to the skeleton diagram showing the structure of the differential mechanism.
図1に示すように、本実施の形態における車両10は、動力源としてのエンジン20と、エンジン20において発生した動力の断接を切り替えるとともに負荷要求等に応じて変速比を変化させ、駆動軸としてのドライブシャフト91L、91Rに動力を分配して伝達するトランスアクスル30と、ドライブシャフト91L、91Rから伝達された動力により回転させられ、車両10を駆動させる駆動輪92L、92Rと、車両10全体を制御するための車両用電子制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)100と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
さらに、車両10は、クランクセンサ131と、駆動軸回転数センサ132と、インプットシャフト回転数センサ133と、アウトプットシャフト回転数センサ134と、アクセルセンサ141と、フットブレーキセンサ(以下、「FBセンサ」という)142と、スロットルセンサ143と、油温センサ144と、ストロークセンサ151と、その他図示しない各種センサを備えている。上記車両10に備えられたそれぞれのセンサは、検出した検出信号を、ECU100に出力するようになっている。
Further, the
エンジン20は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料と空気との混合気を、図示しないシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン20は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト(動力源の出力軸)21(図2参照)を回転させることにより、トランスアクスル30に回転動力(以下、トルクという)を伝達するようになっている。なお、エンジン20に用いられる燃料は、エタノール等のアルコールを含むアルコール燃料であってもよい。
The
トランスアクスル30は、自動クラッチ40と、変速機構60と、ディファレンシャル機構80と、を備えている。自動クラッチ40は、エンジン20から出力されたトルクを、変速機構60に伝達するか否かを切り替えるようになっている。自動クラッチ40の詳細については、後述する。
The
変速機構60は、エンジン20から出力されたトルクを自動クラッチ40を介して入力し、運転者からの負荷要求や車両10の走行状態に応じて変速比を変化させて、ディファレンシャル機構80に出力するようになっている。
The
ディファレンシャル機構80は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪92Lと駆動輪92Rとの回転数の差を許容するものであり、変速機構60から入力したトルクを、ドライブシャフト91L、91Rに分配して、出力するようになっている。
なお、ディファレンシャル機構80は、ドライブシャフト91L、91Rを同一回転とし、駆動輪92Lと駆動輪92Rとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。変速機構60およびディファレンシャル機構80の詳細については、後述する。
The
The
ECU100は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)100a、固定されたデータの記憶を行うROM(Read Only Memory)100b、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)100c、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)100dおよび入出力インターフェース回路(I/F)100eを備え、車両10の制御を統括するようになっている。
The
また、後述するように、ECU100は、クランクセンサ131、駆動軸回転数センサ132、アクセルセンサ141等と接続されている。ECU100は、これらのセンサから出力された検出信号により、エンジン回転数Ne、車速V(車両10の走行速度)、アクセル開度Acc等を検出するようになっている。また、ECU100は、内部時計を有し、時刻を計測することができるようになっている。
As will be described later, the
また、ECU100のROM100bには、車両10の諸元値、第1係合速度v1、第2係合速度v2、復帰判定しきい値、補正判定しきい値、アクセルオン判定開度および自動クラッチ制御処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。
Further, the specification value of the
車両10の諸元値には、全幅・全高等の車両寸法、車両重量、エンジン総排気量、最小回転半径、車両10のタイヤ径(駆動輪92L、92Rの直径)、変速機構60のギヤ比等が含まれている。
The specifications of the
第1係合速度v1および第2係合速度v2とは、クラッチモータ51(図2参照)を作動させ、出力ロッド53(図2参照)を移動させる速さ、すなわち、クラッチディスク43(図2参照)とフライホイール42(図2参照)とが接近する速さであり、第2係合速度v2は、第1係合速度v1よりも遅く(v2<v1)なっている。 The first engagement speed v1 and the second engagement speed v2 are the speed at which the clutch motor 51 (see FIG. 2) is operated to move the output rod 53 (see FIG. 2), that is, the clutch disk 43 (see FIG. 2). 2) and the flywheel 42 (see FIG. 2) approach each other, and the second engagement speed v2 is slower than the first engagement speed v1 (v2 <v1).
復帰判定しきい値とは、クラッチ係合時に発生するエンジン回転数の落ち込みから復帰していることを判定するため、クラッチ係合前のエンジン回転数(アイドル回転数Neb:図4参照)と比較するための値(回転数)である。具体的には、エンジン回転数が、クラッチ係合前のエンジン回転数と復帰判定しきい値を加算した回転数以上となった場合に、クラッチ係合時のエンジン回転数の落ち込みから復帰していることを判定するようになっている。 The return determination threshold value is compared with the engine speed before idling the clutch (idle speed Neb: refer to FIG. 4) in order to determine that the engine speed has returned from the drop of the engine speed generated when the clutch is engaged. It is a value (number of rotations) to do. Specifically, when the engine speed is equal to or higher than the engine speed before the clutch is engaged and the return determination threshold value, the engine speed is recovered from the drop of the engine speed when the clutch is engaged. It comes to judge that there is.
補正判定しきい値とは、クラッチ係合時に上記クラッチモータ51を作動させて出力ロッド53を移動させる速さを、第1係合速度v1から第2係合速度v2に切り替える係合速度切り替え位置を、学習補正するか否かを判定するための値(回転数)である。具体的には、クラッチ係合前のエンジン回転数(アイドル回転数Neb)とクラッチ係合期間中のエンジン20の最低回転数(最低エンジン回転数Nemin:図4参照)との差分が、補正判定しきい値以上である場合に、係合速度切り替え位置を学習補正するようになっている。
The correction determination threshold is an engagement speed switching position for switching the speed at which the
なお、上記係合速度切り替え位置の補正量は、予め定められた補正量である。また、この係合速度切り替え位置の補正量は、固定された補正量でなくてもよい。例えば、クラッチ係合前のエンジン回転数とクラッチ係合期間中のエンジン20の最低回転数との差分によって、係合速度切り替え位置の補正量を決定するマップを予め記憶し、このマップに応じて補正量を決定するようにしてもよい。さらに、後述するように、係合速度切り替え位置および補正量は、それぞれ対応する出力ロッド53(図2参照)の移動量であるクラッチストロークSの値として与えられる。 The correction amount of the engagement speed switching position is a predetermined correction amount. Further, the correction amount of the engagement speed switching position may not be a fixed correction amount. For example, a map that determines the correction amount of the engagement speed switching position based on the difference between the engine speed before clutch engagement and the minimum engine speed during the clutch engagement period is stored in advance, and the map is The correction amount may be determined. Further, as will be described later, the engagement speed switching position and the correction amount are given as values of the clutch stroke S, which is the movement amount of the corresponding output rod 53 (see FIG. 2).
アクセルオン判定開度とは、後述するアクセル開度Accに基づいて、アクセルオン状態であるか、アクセルオフ状態であるか、を判定するためのアクセルの開度である。具体的には、アクセル開度Accが、アクセルオン判定開度以上であったら、アクセルオン状態であると判定し、アクセル開度Accが、アクセルオン判定開度未満であったら、アクセルオフ状態であると判定するようになっている。 The accelerator-on determination opening is an accelerator opening for determining whether the accelerator is on or the accelerator is off based on an accelerator opening Acc, which will be described later. Specifically, if the accelerator opening Acc is equal to or greater than the accelerator-on determination opening, it is determined that the accelerator is on. If the accelerator opening Acc is less than the accelerator-on determination opening, the accelerator is off. It comes to judge that there is.
また、上記第1係合速度v1、第2係合速度v2、復帰判定しきい値、補正判定しきい値、およびアクセルオン判定開度は、それぞれECU100のEEPROM100dに記憶し、所定の条件にしたがって各値を変更するようにしてもよい。
Further, the first engagement speed v1, the second engagement speed v2, the return determination threshold value, the correction determination threshold value, and the accelerator on determination opening degree are stored in the
なお、ECU100のROM100bに記憶された自動クラッチ制御処理を実行するためのプログラムについては、後述する。
また、ECU100のEEPROM100dには、係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsが、後述する出力ロッド53(図2参照)の移動量であるクラッチストロークSの値として記憶されている。
A program for executing the automatic clutch control process stored in the
In the
クランクセンサ131は、ECU100によって制御されることにより、クランクシャフト21の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、クランクセンサ131から出力された検出信号が表すクランクシャフト21の回転数を、エンジン回転数Neとして取得するようになっている。
したがって、クランクセンサ131は、エンジン20の回転数を検出するようになっている。すなわち、クランクセンサ131は、本発明における回転数検出手段を構成している。
The
Therefore, the
駆動軸回転数センサ132は、ECU100によって制御されることにより、ドライブシャフト91L(または91R)の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、駆動軸回転数センサ132から出力された検出信号が表すドライブシャフト91L(または91R)の回転数を、駆動軸回転数Ndとして取得するようになっている。さらに、ECU100は、駆動軸回転数センサ132から取得した駆動軸回転数Ndに基づいて、車速Vを算出するようになっている。
The drive shaft
インプットシャフト回転数センサ133は、ECU100によって制御されることにより、変速機構60のインプットシャフト61(図3参照)の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、インプットシャフト回転数センサ133から出力された検出信号が表すインプットシャフト61の回転数を、変速機構60の入力軸回転数Ninとして取得するようになっている。
The input shaft
アウトプットシャフト回転数センサ134は、ECU100によって制御されることにより、変速機構60のアウトプットシャフト62(図3参照)の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、アウトプットシャフト回転数センサ134から出力された検出信号が表すアウトプットシャフト62の回転数を、変速機構60の出力軸回転数Noutとして取得するようになっている。
The output shaft
アクセルセンサ141は、ECU100によって制御されることにより、アクセルペダル211が踏み込まれた踏み込み量(以下、ストロークという)を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、アクセルセンサ141から出力された検出信号が表すアクセルペダル211のストロークから、アクセル開度Accを算出するようになっている。
The
ここで、ECU100は、後述するように、アクセルセンサ141による検出信号から算出したアクセル開度Accと、ROM100bに記憶しているアクセルオン判定開度と、を比較して、アクセルオン状態であるか、アクセルオフ状態であるか、を判定するようになっている。
Here, as will be described later, the
FBセンサ142は、ECU100によって制御されることにより、フットブレーキペダル212が踏み込まれた踏み込み量(以下、ストロークという)を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、FBセンサ142から出力された検出信号が表すフットブレーキペダル212のストロークから、フットブレーキ踏力Bfを算出するようになっている。
The
なお、FBセンサ142は、フットブレーキペダル212のストロークを表すフットブレーキ踏力Bfではなく、フットブレーキペダル212のストロークに所定のしきい値を設け、踏み込まれたフットブレーキペダル212のストロークが、このしきい値を超えたか否かにより、フットブレーキオンオフ信号を出力するようにしてもよい。また、FBセンサ142は、駆動輪92L、92Rに設けられたブレーキ装置に与えられる油圧を検出し、このブレーキ装置に与えられる油圧を表す検出信号をECU100に出力するようにしてもよい。この場合も、FBセンサ142は、ブレーキシリンダの油圧に所定のしきい値を設け、ブレーキシリンダの油圧が、このしきい値を超えたか否かにより、フットブレーキオンオフ信号を出力するようにしてもよい。
The
スロットルセンサ143は、ECU100によって制御されることにより、図示しないスロットルアクチュエータにより駆動されるエンジン20のスロットルバルブの開度を検出して、検出した開度に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、スロットルセンサ143から出力された検出信号が表すスロットルバルブの開度を、スロットル開度θthとして取得するようになっている。
The
油温センサ144は、ECU100によって制御されることにより、トランスアクスル30内のオイルの温度(以下、単にオイルの温度または油温という)を検出して、検出した温度に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、油温センサ144から出力された検出信号から、オイルの温度Tfを取得するようになっている。
The
ストロークセンサ151は、クラッチアクチュエータ(アクチュエータ)50のクラッチモータ51(図2参照)に設けられ、ECU100によって制御されることにより、出力ロッド53の移動量(以下、ストロークという)を検出して、検出した移動量に応じた検出信号をECU100に出力するようになっている。また、ECU100は、ストロークセンサ151から出力された検出信号から、出力ロッド53の移動量であるクラッチストロークSを取得するようになっている。
The
具体的には、ストロークセンサ151は、出力ロッド53の図2に示すY方向のストロークを検出するようになっている。ストロークセンサ151は、クラッチモータ51に内蔵されたはすば歯車の回転角を検出する公知のロータリーエンコーダによって構成されている。ストロークセンサ151は、はすば歯車の回転角を検出し、検出信号をECU100に出力するようになっている。ECU100は、ストロークセンサ151の検出信号に基づいて、出力ロッド53のストロークを算出し、クラッチストロークSとして取得するようになっている。
Specifically, the
次に、本実施の形態における自動クラッチ40の構成について、図2に示す断面図を参照して、説明する。
図2に示すように、自動クラッチ40は、エンジン20と変速機構60との間に配設されたクラッチ機構41と、クラッチ機構41の作動状態を切り替えるためのクラッチアクチュエータ50と、を有している。
Next, the configuration of the automatic clutch 40 in the present embodiment will be described with reference to the cross-sectional view shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the
クラッチ機構41は、いわゆる乾式単板式の摩擦クラッチである。また、クラッチ機構41は、クランクシャフト21と一体的に回転する円板形状のフライホイール42と、変速機構60のインプットシャフト(入力軸)61と一体回転するクラッチディスク43と、クラッチディスク43をフライホイール42側に押圧する円環状のプレッシャープレート44と、プレッシャープレート44に押圧力を与える円盤状のダイヤフラムスプリング45と、フライホイール42と一体回転するクラッチカバー46と、を備えている。
The
フライホイール42は、クランクシャフト21を介して、エンジン20から入力されるトルクにより回転されるようになっている。
クラッチディスク43、プレッシャープレート44、およびダイヤフラムスプリング45は、フライホイール42とクラッチカバー46との間に軸線が一致するように収容されている。
The
The
また、クラッチディスク43は、変速機構60のインプットシャフト61にスプライン嵌合されている。このため、クラッチディスク43は、変速機構60のインプットシャフト61と一体回転しつつ、インプットシャフト61の軸方向へ移動可能となっている。
The
プレッシャープレート44は、ダイヤフラムスプリング45の外周部45aに当接し、ダイヤフラムスプリング45によってフライホイール42側へ押圧されている。この押圧により、プレッシャープレート44がクラッチディスク43を押圧し、クラッチディスク43とフライホイール42との間で摩擦力が発生する。この摩擦力により、フライホイール42とクラッチディスク43とが係合(いわゆるクラッチが接続)された状態となり、フライホイール42とクラッチディスク43とが、一体となって回転する。このようにして、エンジン20から変速機構60への動力伝達が行われる。
The
ダイヤフラムスプリング45は、中央部を盛り上げた円盤形状をしている。また、ダイヤフラムスプリング45は、円環状の外周部45aを有し、この円環上の部材の内周側に、中心に向かう複数の舌片状のレバーを形成した構造となっている。このダイヤフラムスプリング45の中央部にあたる舌片状のレバーの先端を、中央部45bとし、円環状の外周部45aと舌片状のレバーとの境目付近を、支持部45cとする。このように、ダイヤフラムスプリング45は、中央部45bが盛り上がった構造となっているため、皿バネとして機能する。
The
ダイヤフラムスプリング45は、支持部45cがクラッチカバー46の端部46aに狭持され、外周部45aがプレッシャープレート44に当接し、中央部45bがクラッチアクチュエータ50のレリーズスリーブ55の先端に当接している。
The
クラッチアクチュエータ50は、ECU100により作動されるクラッチモータ51と、クラッチモータ51に連結されるとともに軸線方向に往復動可能に配設された出力ロッド53と、出力ロッド53に連結されるとともに回動可能に配設されたレリーズフォーク54と、インプットシャフト61が貫挿するよう円環状に形成されるとともにインプットシャフト61と同軸上を移動可能に配設されたレリーズスリーブ55と、を備えている。
The
ここで、自動クラッチ40におけるクラッチ機構41の係合状態と解放状態との切り替えについて説明する。
Here, switching between the engaged state and the released state of the
図2に示すように、ダイヤフラムスプリング45の中央部45bに力が加わっていない場合には、ダイヤフラムスプリング45の外周部45aがプレッシャープレート44を押圧するようになっている。これにより、クラッチディスク43をプレッシャープレート44がフライホイール42側に押圧するので、クラッチディスク43とフライホイール42とが摩擦係合し、クラッチ機構41の作動状態は、係合状態となる。したがって、クラッチ機構41は、クランクシャフト21から入力されたエンジン20のトルクをインプットシャフト61に伝達し、エンジン20と変速機構60との間のトルク伝達を行うようになっている。
As shown in FIG. 2, when no force is applied to the
クラッチ機構41の作動状態を解放状態に切り替える場合には、ECU100は、出力ロッド53がY方向に移動するように、クラッチモータ51を作動させる。出力ロッド53がY方向に移動させられると、レリーズフォーク54が反時計回りに回動し、レリーズスリーブ55は、レリーズフォーク54によってX方向に移動させられるとともに、ダイヤフラムスプリング45の中央部45bを押圧する。ダイヤフラムスプリング45は、中央部45bが押圧されると、支持部45cを支点に、外周部45aが押圧方向と逆方向、すなわち、変速機構60方向(Y方向)に移動される。
When switching the operating state of the
これにより、クラッチディスク43に対するプレッシャープレート44の押圧が解除されるので、クラッチディスク43とフライホイール42との摩擦係合が解除されて離間し、クラッチ機構41の作動状態は、解放状態となる。したがって、クラッチ機構41は、クランクシャフト21から入力されたエンジン20のトルクをインプットシャフト61に伝達せず、エンジン20と変速機構60との間のトルク伝達を遮断する。
As a result, the
ここで、クラッチモータ51が、出力ロッド53をY方向に最大に移動した場合のクラッチストロークS、すなわち、レリーズスリーブ55によってダイヤフラムスプリング45の中央部45bを最大に押圧し、クラッチディスク43に対するプレッシャープレート44の押圧が完全に解除されている場合のクラッチストロークSを、最大ストロークSmaxとする。
Here, when the
また、クラッチ機構41の作動状態を係合状態に切り替える場合には、ECU100は、出力ロッド53がX方向に移動するように、クラッチモータ51を作動させる。出力ロッド53がX方向に移動させられると、レリーズフォーク54が時計回りに回動し、レリーズスリーブ55は、レリーズフォーク54によるX方向への力がかからなくなり、ダイヤフラムスプリング45の中央部45bを押圧する力を解放する。ダイヤフラムスプリング45は、中央部45bを押圧する力から解放されると、支持部45cを支点に、外周部45aがエンジン20方向(X方向)に戻り、プレッシャープレート44をフライホイール42側に押圧する。
Further, when the operating state of the
これにより、クラッチディスク43をプレッシャープレート44がフライホイール42側に押圧するので、クラッチディスク43とフライホイール42とが摩擦係合し、クラッチ機構41の作動状態は、係合状態となる。したがって、クラッチ機構41は、クランクシャフト21から入力されたエンジン20のトルクをインプットシャフト61に伝達し、エンジン20と変速機構60との間のトルク伝達を行う。
As a result, the
ここで、クラッチモータ51が、出力ロッド53をX方向に最大に移動した場合のクラッチストロークS、すなわち、レリーズフォーク54が時計回りに最大に回動し、レリーズスリーブ55がダイヤフラムスプリング45の中央部45bを全く押圧していない場合のクラッチストロークSを、最小ストロークSminとする。
Here, the clutch stroke S when the
上記のように、クラッチモータ51が出力ロッド53を移動させることにより、プレッシャープレート44が移動させられる。したがって、ECU100による出力ロッド53の移動速度を切り替えることにより、プレッシャープレート44の移動速度が切り替えられ、クラッチディスク43とフライホイール42との接触速度が変更されることとなる。
As described above, when the
次に、本実施の形態における変速機構60およびディファレンシャル機構80の構成について、図3に示す骨子図を参照して、説明する。
Next, the configuration of the
図3に示すように、変速機構60は、平行歯車式の有段変速機であり、トランスアクスル30内にインプットシャフト(入力軸)61とアウトプットシャフト(出力軸)62とが平行に配置されている。また、変速機構60は、エンジン20から出力されるトルクを自動クラッチ40を介して入力するインプットシャフト61と、入力されたトルクをディファレンシャル機構80を介してドライブシャフト91L、91Rに伝達するアウトプットシャフト62と、インプットシャフト61とアウトプットシャフト62との間に設けられ、入力されたトルクをそれぞれ設定された変速比γで変速する常時噛み合い式の変速ギヤ対64〜68および後進ギヤ対69と、インプットシャフト61またはアウトプットシャフト62と変速ギヤ対64〜68のうちいずれかの変速ギヤ対との同期を行う同期機構71〜73と、図示しないシフト・セレクトシャフトによって移動させられるフォークシャフト74〜76と、フォークシャフト74〜76にそれぞれ連結されるシフトフォーク77〜79と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
インプットシャフト61は、自動クラッチ40のクラッチディスク43にスプライン嵌合している。したがって、インプットシャフト61は、自動クラッチ40のクラッチディスク43の出力回転を直接入力するようになっている。
アウトプットシャフト62は、アウトプットギヤ63が一体回転するように固定されている。アウトプットギヤ63は、ディファレンシャル機構80のディファレンシャルリングギヤ82と係合している。したがって、アウトプットシャフト62は、変速機構60の出力回転をディファレンシャル機構80に伝達するようになっている。
The
The
変速ギヤ対64〜68は、それぞれ変速ドライブギヤ64a〜68aと、変速ドリブンギヤ64b〜68bと、を有し、変速ドライブギヤ64a〜68aと変速ドリブンギヤ64b〜68bとは、それぞれ係合されている。
変速ドライブギヤ64a、65aは、インプットシャフト61と一体回転するようになっており、変速ドライブギヤ66a〜68aは、インプットシャフト61と相対回転するようになっている。変速ドリブンギヤ64b、65bは、アウトプットシャフト62と相対回転するようになっており、変速ドリブンギヤ66b〜68bは、アウトプットシャフト62と一体回転するようになっている。
The transmission gear pairs 64 to 68 have transmission drive gears 64a to 68a and transmission driven
The transmission drive gears 64 a and 65 a rotate together with the
後進ギヤ対69は、後進ドライブギヤおよび後進ドリブンギヤに加え、図示しないカウンタシャフトに配設された後進アイドルギヤを有している。後進ドライブギヤと後進アイドルギヤは、係合されており、後進アイドルギヤと後進ドリブンギヤは、係合されている。
The
同期機構71は、変速ドリブンギヤ64bおよび変速ドリブンギヤ65bと、アウトプットシャフト62と、の同期を行うようになっている。同期機構72は、変速ドライブギヤ66aおよび変速ドライブギヤ67aと、インプットシャフト61と、の同期を行うようになっている。同期機構73は、変速ドライブギヤ68aと、インプットシャフト61と、の同期を行うようになっている。
The
また、同期機構71〜73は、それぞれ図示しないクラッチハブ、ハブスリーブ、およびシンクロナイザリングを備えている。
同期機構71のクラッチハブは、アウトプットシャフト62と一体回転するようになっている。同期機構71のハブスリーブは、クラッチハブと一体回転するようになっているとともに、シフトフォーク77に嵌合されており、アウトプットシャフト62の軸線方向に移動可能となっている。また、同期機構71は、2つのシンクロナイザリングを有しており、一方のシンクロナイザリングは、ハブスリーブと変速ドリブンギヤ64bとの間に設けられ、他方のシンクロナイザリングは、ハブスリーブと変速ドリブンギヤ65bとの間に設けられている。
Each of the
The clutch hub of the
このような構成により、同期機構71は、シフトフォーク77によりハブスリーブがアウトプットシャフト62の軸線方向に移動されることにより、アウトプットシャフト62と変速ドリブンギヤ64bまたは変速ドリブンギヤ65bとの同期を行い、第1変速段または第2変速段を形成するようになっている。
With such a configuration, the
同期機構72のクラッチハブは、インプットシャフト61と一体回転するようになっている。同期機構72のハブスリーブは、クラッチハブと一体回転するようになっているとともに、シフトフォーク78に嵌合されており、インプットシャフト61の軸線方向に移動可能となっている。また、同期機構72は、2つのシンクロナイザリングを有しており、一方のシンクロナイザリングは、ハブスリーブと変速ドライブギヤ66aとの間に設けられ、他方のシンクロナイザリングは、ハブスリーブと変速ドライブギヤ67aとの間に設けられている。
The clutch hub of the
このような構成により、同期機構72は、シフトフォーク78によりハブスリーブがインプットシャフト61の軸線方向に移動されることにより、インプットシャフト61と変速ドライブギヤ66aまたは変速ドライブギヤ67aとの同期を行い、第3変速段または第4変速段を形成するようになっている。
With such a configuration, the
同期機構73のクラッチハブは、インプットシャフト61と一体回転するようになっている。同期機構73のハブスリーブは、クラッチハブと一体回転するようになっているとともに、シフトフォーク79に嵌合されており、インプットシャフト61の軸線方向に移動可能となっている。また、同期機構73のシンクロナイザリングは、ハブスリーブと変速ドライブギヤ68aとの間に設けられている。
The clutch hub of the
このような構成により、同期機構73は、シフトフォーク79によりハブスリーブがインプットシャフト61の軸線方向に移動されることにより、インプットシャフト61と変速ドライブギヤ68aとの同期を行い、第5変速段を形成するようになっている。
With such a configuration, the
フォークシャフト74〜76は、図示しないシフト・セレクトシャフトによっていずれかが選択され、インプットシャフト61およびアウトプットシャフト62の軸線方向に移動されるようになっている。
シフトフォーク77〜79は、それぞれフォークシャフト74〜76に連結されるとともに、それぞれ同期機構71〜73のハブスリーブに嵌合している。
One of the
The
したがって、シフト・セレクトシャフトによりフォークシャフト74〜76のいずれかがインプットシャフト61およびアウトプットシャフト62の軸線方向に移動されることにより、いずれかの同期機構71〜73のハブスリーブがインプットシャフト61およびアウトプットシャフト62の軸線方向に移動され、第1変速段〜第5変速段のいずれかが形成されるようになっている。また、シフト・セレクトシャフトにより図示しない後進ギヤ対69の同期機構により同期が行われる場合には、後進変速段が形成されるようになっており、いずれの同期も行われない場合には、中立段が形成されるようになっている。
Accordingly, when any of the
ディファレンシャル機構80は、中空のデフケース81と、デフケース81の外周に設けられたディファレンシャルリングギヤ82と、デフケース81の内部に設けられたピニオンシャフト83と、デフピニオンギヤ84a、84bと、サイドギヤ85L、85Rと、を備えている。また、デフピニオンギヤ84a、84bおよびサイドギヤ85L、85Rは、かさ歯車である。
The
デフケース81は、ドライブシャフト91L、91Rを軸中心に回転自在に保持されている。ディファレンシャルリングギヤ82は、デフケース81の外周に設けられ、変速機構60のアウトプットギヤ63と係合している。ピニオンシャフト83は、ディファレンシャルリングギヤ82と平行に、デフケース81と一体回転するように固定されている。
The
デフピニオンギヤ84a、84bは、ピニオンシャフト83を中心に回転可能に設けられている。サイドギヤ85Lは、ドライブシャフト91Lと一体回転するように設けられるとともに、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bと係合している。同様に、サイドギヤ85Rは、ドライブシャフト91Rと一体回転するように設けられるとともに、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bと係合している。
The differential pinion gears 84 a and 84 b are provided so as to be rotatable about the
このような構成により、ディファレンシャル機構80は、駆動輪92Lと駆動輪92Rとに同等の負荷がかかる場合、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bに、ドライブシャフト91Lと一体となって回転するサイドギヤ85Lと、ドライブシャフト91Rと一体となって回転するサイドギヤ85Lと、からそれぞれ同等の抵抗が与えられる。このため、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bは、ピニオンシャフト83に対して回転せずに、サイドギヤ85Lとサイドギヤ85Rとにそれぞれピニオンシャフト83の回転を同等に伝達する。これにより、ディファレンシャル機構80は、変速機構60から伝達された回転を、ドライブシャフト91Lおよびドライブシャフト91Rにそれぞれ同等に伝達することができるようになっている。
With such a configuration, when an equivalent load is applied to the
一方、ディファレンシャル機構80は、駆動輪92Lと駆動輪92Rとに異なる負荷がかかる場合、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bに、サイドギヤ85Lと、サイドギヤ85Lと、からそれぞれ異なる抵抗が与えられる。このため、デフピニオンギヤ84aおよびデフピニオンギヤ84bは、ピニオンシャフト83に対して回転し、サイドギヤ85Lとサイドギヤ85Rとが相対的に逆回転する。これにより、ディファレンシャル機構80は、変速機構60から伝達された回転を、ドライブシャフト91Lおよびドライブシャフト91Rにそれぞれ異なる回転数で伝達することができるようになっている。したがって、ディファレンシャル機構80は、ドライブシャフト91Lと一体となって回転するサイドギヤ85Lと、ドライブシャフト91Rと一体となって回転するサイドギヤ85Lと、の回転数の差を許容し、カーブ等を走行する場合の、駆動輪92Lと駆動輪92Rとの回転数の差を吸収することができるようになっている。
On the other hand, in the
以下、本発明の実施の形態におけるECU100の特徴的な構成について説明する。
ECU100は、クラッチモータ51を作動させ、クラッチストロークSが、予め定められた係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsとなるまでは第1係合速度v1で変化させ、速度切り替えストロークSsとなった以降は第1係合速度v1よりも小さい第2係合速度v2で変化させて、クラッチディスク43とフライホイール42とを係合させるようになっている。すなわち、ECU100は、本発明におけるクラッチ係合制御手段を構成している。
Hereinafter, a characteristic configuration of
The
また、ECU100は、係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsを記憶するようになっている。すなわち、ECU100は、本発明における速度切り替え位置記憶手段を構成している。
Further, the
さらに、ECU100は、エンジン20の運転状態が安定したアイドル運転状態からクラッチ係合制御状態に切り替わるときのエンジン回転数Neをアイドル回転数Nebとして記憶するようになっている。すなわち、ECU100は、本発明におけるアイドル回転数記憶手段を構成している。
Further, the
さらに、ECU100は、クラッチ係合制御期間中のエンジン20の最低回転数、すなわち、最低エンジン回転数Neminを記憶するようになっている。すなわち、ECU100は、本発明における最低回転数記憶手段を構成している。
Furthermore, the
さらに、ECU100は、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差分が補正判定しきい値以上である場合に、記憶した速度切り替えストロークSsをフライホイール42から離間する側のクラッチストロークに学習補正するようになっている。すなわち、ECU100は、本発明における学習制御手段を構成している。
Further, when the difference between the idle speed Neb and the minimum engine speed Nemin is equal to or greater than the correction determination threshold, the
次いで、本実施の形態における自動クラッチ40の制御タイミングについて、図4のタイミングチャートを参照して、説明する。 Next, the control timing of the automatic clutch 40 in the present embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.
ここで、グラフ(a)は、クラッチストロークSの変化を表し、グラフ(b)は、エンジン回転数Neおよびインプットシャフト回転数Ninの変化を表し、グラフ(c)は、アクセル開度Accの変化を表している。 Here, graph (a) represents changes in clutch stroke S, graph (b) represents changes in engine speed Ne and input shaft speed Nin, and graph (c) represents changes in accelerator opening Acc. Represents.
まず、車両10は、時刻t0において、車両停止状態にある。また、ECU100は、クラッチモータ51を作動させ、クラッチストロークSが最大ストロークSmaxとなるまで出力ロッド53を移動させている。また、このとき、エンジン20は、アイドリング状態である。さらに、自動クラッチ40は、解放状態であるので、インプットシャフト回転数Ninは、略零である。また、アクセルペダル211は踏み込まれていないので、アクセル開度Accも、略零である。
First, the
次に、時刻t1において、アクセルペダル211が踏み込まれ、アクセル開度Accが上昇し始める。また、時刻t1では、まだエンジン回転数Neは、上昇しておらず、アイドル回転数となっている。したがって、ECU100は、このクラッチ係合処理前のエンジン回転数Neを検出し、アイドル回転数Nebとして記憶しておく。
Next, at time t1, the
次に、ECU100は、アクセルペダル211の踏み込みによりアクセルオン状態となり、時刻t2において、クラッチモータ51を作動させ、クラッチストロークSが最大ストロークSmaxから係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsとなるまで、出力ロッド53を第1係合速度v1で移動させる。
なお、図4(a)において、クラッチストロークSの傾斜が急な所(単位時間当たりの移動量が大きい)ほど係合速度vが速く、クラッチストロークSの傾斜が緩やかな所(単位時間当たりの移動量が小さい)ほど係合速度vが遅くなっている。
Next, when the
In FIG. 4 (a), the engagement speed v is higher as the clutch stroke S is steeper (the movement amount per unit time is larger), and the clutch stroke S is more gradual (per unit time). The smaller the movement amount), the slower the engagement speed v.
時刻t3において、クラッチストロークSが速度切り替えストロークSsとなり、ECU100は、クラッチモータ51の作動により、出力ロッド53の移動速度を第1係合速度v1よりも小さい第2係合速度v2に切り替える。
At time t3, the clutch stroke S becomes the speed switching stroke Ss, and the
時刻t4において、クラッチディスク43とフライホイール42とが接触し、係合を開始する(クラッチ係合開始点)。このとき、エンジン20のトルクがフライホイール42からクラッチディスク43に伝達し始めるが、クラッチディスク43は、回転しておらず、インプットシャフト61を介して変速ギヤ対64〜68等に接続され、慣性質量を有しているため、フライホイール42の回転が減速される。すなわち、自動クラッチ40による係合が開始されると、エンジン回転数Neが一時的に低下する。
At time t4, the
この自動クラッチ40による係合開始以降、クラッチディスク43とフライホイール42との係合力の増大に伴って、エンジン回転数Neは下がり続け、時刻t5において、最低エンジン回転数Neminとなる。一方、ECU100によりエンジン20は駆動されているので、エンジン回転数Neは、時刻t5において最低となってから上昇する。
After the start of engagement by the automatic clutch 40, as the engagement force between the
時刻t5以降、エンジン回転数Neが上昇を始めると、ECU100は、エンジン回転数Neの上昇度合いを見積もり、エンジン20の吹け上がりがなければ、時刻t6において、出力ロッド53を移動させる係合速度を、第2係合速度v2より小さい係合速度(v3)に変更する。
When the engine speed Ne starts to increase after time t5, the
時刻t7においては、エンジン20からフライホイール42を介してクラッチディスク43に伝達されるトルクが、インプットシャフト61の慣性力より大きくなり、インプットシャフト61が回転を始める。
At time t7, the torque transmitted from the
次に、ECU100は、エンジン回転数Neとインプットシャフト回転数Ninとが同回転数となったら、時刻t8において、出力ロッド53を移動させる係合速度を、このときの係合速度(v3)より大きい係合速度(v4)に変更し、クラッチアクチュエータ50からダイヤフラムスプリング45に対する押圧力を完全に解放させ、遊び部分の移動を行う。
Next, when the engine rotational speed Ne and the input shaft rotational speed Nin become the same rotational speed, the
そして、ECU100は、クラッチストロークSが最小ストロークSminとなるまでクラッチモータ51を作動させると、時刻t9において、クラッチモータ51の作動を停止させる。
When the
したがって、ECU100は、クラッチディスク43とフライホイール42とを、第1係合速度v1よりも小さい第2係合速度v2で接触させ、係合させることができる。一方、クラッチディスク43とフライホイール42とが接触を開始するクラッチ係合開始点がクラッチ断側、すなわち、クラッチ係合開始時のクラッチストロークSが速度切り替えストロークSsよりも最大ストロークSmax側になってしまうと、クラッチディスク43とフライホイール42とが、第2係合速度v2よりも大きい第1係合速度v1で接触、係合してしまう。
Therefore, the
ここで、クラッチ係合開始点がクラッチ断側となっている場合には、エンジン20のトルクが小さいうちに慣性質量を有し停止しているクラッチディスク43に接触してしまうため、エンジン回転数Neの落ち込みが大きくなる、すなわち、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差が大きくなる。
Here, when the clutch engagement start point is on the clutch disengagement side, the
そこで、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差を算出することにより、クラッチ係合開始点の移動を推定し、クラッチ係合開始点がクラッチ断側になってしまう場合には、自動クラッチ制御処理を行い、速度切り替えストロークSsを最大ストロークSmax側、すなわち、クラッチ断側へ補正して、クラッチディスク43とフライホイール42とを、第1係合速度v1よりも小さい第2係合速度v2で接触させ、係合させるようにする。
Therefore, by calculating the difference between the idle speed Neb and the minimum engine speed Nemin, the movement of the clutch engagement start point is estimated, and when the clutch engagement start point is on the clutch disengagement side, A clutch control process is performed, the speed switching stroke Ss is corrected to the maximum stroke Smax side, that is, the clutch disengagement side, and the
次に、本実施の形態における自動クラッチ制御処理の動作について、図5に示すフローチャートを参照して、説明する。 Next, the operation of the automatic clutch control process in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
なお、図5に示すフローチャートは、ECU100のCPU100aによって、RAM100cを作業領域として実行される自動クラッチ制御処理のプログラムの実行内容を表す。この自動クラッチ制御処理のプログラムは、ECU100のROM100bに記憶されている。また、この自動クラッチ制御処理は、ECU100のCPU100aによって、車両10の停止時に予め定められた時間間隔で実行されるようになっている。
The flowchart shown in FIG. 5 represents the execution contents of the automatic clutch control processing program executed by the CPU 100a of the
図5に示すように、まず、ECU100のCPU100aは、アクセルオン状態であるか否かを判定する(ステップS11)。具体的には、ECU100のCPU100aは、アクセルセンサ141による検出信号から算出したアクセル開度Accが、ROM100bに記憶しているアクセルオン判定開度以上であるか否かを判定する。ECU100のCPU100aは、アクセル開度Accが、アクセルオン判定開度以上であったら、アクセルオン状態であると判定し、アクセル開度Accが、アクセルオン判定開度未満であったら、アクセルオフ状態であると判定する。
As shown in FIG. 5, first, the CPU 100a of the
ECU100のCPU100aは、アクセルオン状態でないと判定、すなわち、アクセルオフ状態であれば(ステップS11でNOと判定)、アクセルフラグを"オフ"として(ステップS22)、本自動クラッチ制御処理を終了する。ここで、アクセルフラグとは、アクセルペダル211の踏み込みの開始を判定するものであり、アクセルフラグが"オン"であれば、すでにアクセルペダル211が踏み込まれていることを示し、アクセルフラグが"オフ"であれば、アクセルペダル211が踏み込まれていなかったことを示すものである。
If the CPU 100a of the
一方、ECU100のCPU100aは、アクセルオン状態であると判定した場合には(ステップS11でYESと判定)、アイドル制御安定状態であるか否かを判定する(ステップS12)。ここで、アイドル制御安定状態とは、エンジン20がアイドリング状態で、エンジン回転数Neを設定した目標のアイドル回転数に制御するフィードバック制御において、実際のエンジン回転数Neが目標のアイドル回転数に応じた許容範囲内のエンジン回転数に安定している状態のことを示す。例えば、ECU100のCPU100aは、エアコンのコンプレッサーを駆動させる場合には、エアコンを停止させる場合の目標アイドル回転数よりも高い目標アイドル回転数を設定し、フィードバック制御により実際のエンジン回転数Neが上記目標アイドル回転数となっているか否かを判定し、安定して目標アイドル回転数となっていれば、アイドル制御安定状態であると判定し、目標アイドル回転数からはずれるようであれば、アイドル制御安定状態でないと判定する。
On the other hand, when it is determined that the
ECU100のCPU100aは、アイドル制御安定状態でないと判定した場合には(ステップS12でNOと判定)、本自動クラッチ制御処理を終了する。一方、ECU100のCPU100aは、アイドル制御安定状態であると判定した場合には(ステップS12でYESと判定)、アクセルフラグが"オン"であるか否かを判定する(ステップS13)。ここで、アクセルオフ状態である場合には(ステップS11でNOと判定)、アクセルフラグが"オフ"とされていたので(ステップS22)、アクセルオン状態となって最初の自動クラッチ制御処理では、アクセルフラグは"オフ"となっている。
When the CPU 100a of the
ECU100のCPU100aは、アクセルフラグが"オン"でない、すなわち、アクセルフラグが"オフ"であると判定した場合には(ステップS13でNOと判定)、アクセルフラグを"オン"とする(ステップS14)。これにより、アクセルオン状態中は、アクセルフラグが"オン"となる。
When the CPU 100a of the
次いで、ECU100のCPU100aは、現在のエンジン回転数Neを、クラッチ係合処理前の回転数、すなわち、アイドル回転数Nebとして、RAM100cに記憶する(ステップS15)。また、ECU100のCPU100aは、現在のエンジン回転数Neを、最低エンジン回転数Neminとして、RAM100cに記憶して(ステップS16)、本自動クラッチ制御処理を終了する。
Next, the CPU 100a of the
このように、アクセルオン状態となって最初の自動クラッチ制御処理でのみ、アクセルフラグの"オン"処理(ステップS14)と、エンジン回転数Neのアイドル回転数Nebへの代入処理と(ステップS15)、エンジン20の最低エンジン回転数Neminへの代入処理(ステップS16)が行われる。
Thus, only in the first automatic clutch control process when the accelerator is on, the accelerator flag “on” process (step S14) and the process of substituting the engine speed Ne into the idle speed Neb (step S15). Substitution processing (step S16) for the minimum engine speed Nemin of the
一方、ECU100のCPU100aは、アクセルフラグが"オン"であると判定した場合には(ステップS13でYESと判定)、現在のエンジン回転数Neが、最低エンジン回転数Nemin未満であるか否かを判定し(ステップS17)、現在のエンジン回転数Neが、最低エンジン回転数Nemin未満であれば(ステップS17でYESと判定)、現在のエンジン回転数Neを、最低エンジン回転数Neminとして、RAM100cに記憶する(ステップS18)。これにより、アクセルオン状態となってから最も低いエンジン回転数Neを、最低エンジン回転数Neminとして、RAM100cに記憶することができる。
On the other hand, when the CPU 100a of the
次に、ECU100のCPU100aは、エンジン回転数Neが、アイドル回転数Nebに復帰判定しきい値を加算した値以上であるか否かを判定し(ステップS19)、アイドル回転数Nebに復帰判定しきい値を加算した値以上でなければ(ステップS19でNOと判定)、本自動クラッチ制御処理を終了する。
Next, the CPU 100a of the
また、ECU100のCPU100aは、エンジン回転数Neが、アイドル回転数Nebに復帰判定しきい値を加算した値以上である場合には(ステップS19でYESと判定)、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差分が、補正判定しきい値以上であるか否かを判定し(ステップS20)、補正判定しきい値以上でなければ(ステップS20でNOと判定)、本自動クラッチ制御処理を終了する。
When the engine speed Ne is equal to or greater than the value obtained by adding the return determination threshold value to the idle speed Neb (YES in step S19), the CPU 100a of the
一方、ECU100のCPU100aは、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差分が、補正判定しきい値以上である場合には(ステップS20でYESと判定)、係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsをクラッチ断側へ補正して(ステップS21)、本自動クラッチ制御処理を終了する。ここで、速度切り替えストロークSsの補正量は、予め定められた補正量である。また、速度切り替えストロークSsの補正量は、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差分に応じた補正量とすることもできる。例えば、アイドル回転数Nebと最低エンジン回転数Neminとの差分によって、係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsの補正量を決定するマップを予め記憶し、このマップに基づいて補正量を決定するようにしてもよい。
On the other hand, if the difference between the idle speed Neb and the minimum engine speed Nemin is greater than or equal to the correction determination threshold value (YES in step S20), the CPU 100a of the
以上のように、本実施の形態における自動クラッチの制御装置は、クラッチ係合期間中の最低エンジン回転数Neminがクラッチ係合開始前のアイドル回転数Nebと比べて、補正判定しきい値以上であった場合に、係合速度切り替え位置に対応する速度切り替えストロークSsをクラッチ断側へ移動させるので、クラッチディスク43が熱膨張等により厚くなり、クラッチディスク43とフライホイール42の係合開始点が移動してしまった場合であっても、係合速度切り替え位置を適切に補正して、第1係合速度v1でのクラッチディスク43とフライホイール42との係合を防止して、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両10の発進性を向上させることができる。
As described above, in the automatic clutch control device according to the present embodiment, the minimum engine speed Nemin during the clutch engagement period is equal to or greater than the correction determination threshold value compared to the idle speed Neb before starting the clutch engagement. If there is, the speed switching stroke Ss corresponding to the engagement speed switching position is moved to the clutch disengagement side, so that the
また、特に本実施の形態における自動クラッチの制御装置は、速度切り替えストロークSsの補正の要否を、固定された値との比較ではなく、クラッチ係合開始前のアイドル回転数Nebとクラッチ係合期間中の最低エンジン回転数Neminとの相対的な比較によって判断しているので、渋滞走行やエアコンの使用の有無等で車両状況が様々な状況であっても、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両10の発進性を向上させることができる。
In particular, the automatic clutch control device according to the present embodiment determines whether or not the speed switching stroke Ss needs to be corrected, rather than comparing it with a fixed value, and the idle speed Neb before the clutch engagement is started and the clutch engagement. Judgment is made by relative comparison with the minimum engine speed Nemin during the period, so even if the vehicle situation is various due to traffic jams or the use of an air conditioner, etc., the clutch is engaged regardless of the vehicle situation It is possible to prevent the impact at the time and to improve the startability of the
なお、上述した実施の形態においては、1つのECUを有するものとして説明したが、これに限らず、複数のECUによって構成されるものであってもよい。例えば、エンジン20の燃焼制御を実行するE−ECU、トランスアクスル30の変速制御を実行するT−ECU等の複数のECUによって、本実施の形態のECU100が構成されるものであってもよい。この場合、各ECUは、必要な情報を相互に入出力する。
In addition, in embodiment mentioned above, although demonstrated as what has one ECU, it is not restricted to this, You may be comprised by several ECU. For example, the
また、上述した実施の形態においては、動力源としてガソリンを燃料とするエンジン20を用いた車両10の場合について説明したが、これに限らず、モータを動力源とする電気自動車、水素を燃料とするエンジンを動力源とする水素自動車、あるいは、エンジンとモータの双方を用いるハイブリッド車両等とすることもできる。この場合も上述した自動クラッチの制御装置と同様の効果が得られる。
In the embodiment described above, the case of the
以上説明したように、本発明に係る自動クラッチの制御装置は、車両状況によらずクラッチ係合時の衝撃の防止および車両の発進性を向上させることができるという効果を有し、クラッチの断接を自動的に行う自動クラッチの制御装置等として有用である。 As described above, the automatic clutch control device according to the present invention has the effects of preventing the impact at the time of clutch engagement and improving the startability of the vehicle regardless of the vehicle condition, and thus disengaging the clutch. This is useful as a control device for an automatic clutch that automatically performs contact.
10 車両
20 エンジン(動力源)
21 クランクシャフト(動力源の出力軸)
30 トランスアクスル
40 自動クラッチ
41 クラッチ機構
42 フライホイール
43 クラッチディスク
44 プレッシャープレート
45 ダイヤフラムスプリング
46 クラッチカバー
50 クラッチアクチュエータ(アクチュエータ)
51 クラッチモータ
53 出力ロッド
54 レリーズフォーク
55 レリーズスリーブ
60 変速機構
61 インプットシャフト(入力軸)
62 アウトプットシャフト(出力軸)
63 アウトプットギヤ
64〜68 変速ギヤ対
69 後進ギヤ対
71〜73 同期機構
74〜76 フォークシャフト
77〜79 シフトフォーク
80 ディファレンシャル機構
91L、91R ドライブシャフト
92L、92R 駆動輪
100 ECU(クラッチ係合制御手段、速度切り替え位置記憶手段、アイドル回転数記憶手段、最低回転数記憶手段、学習制御手段)
131 クランクセンサ(回転数検出手段)
132 駆動軸回転数センサ
141 アクセルセンサ
144 油温センサ
151 ストロークセンサ
10
21 Crankshaft (power source output shaft)
30
51
62 Output shaft (output shaft)
63
131 Crank sensor (rotational speed detection means)
132 Drive shaft
Claims (1)
前記係合速度切り替え位置を記憶する速度切り替え位置記憶手段と、
前記動力源の機関回転数を検出する回転数検出手段と、
前記動力源の運転状態が安定したアイドル運転状態からクラッチの係合制御を行うクラッチ係合制御状態に切り替わるときの機関回転数をアイドル回転数として記憶するアイドル回転数記憶手段と、
前記クラッチ係合制御状態中の前記機関回転数の最低回転数を記憶する最低回転数記憶手段と、
前記アイドル回転数と前記最低回転数との差分が予め定められた補正判定しきい値以上である場合に、前記速度切り替え位置記憶手段に記憶された前記係合速度切り替え位置を前記フライホイールから離間する位置に学習補正する学習制御手段と、を備えたことを特徴とする自動クラッチの制御装置。 A flywheel that is provided between a power source that outputs a driving force and a speed change mechanism that inputs the driving force and shifts and outputs the driving force at a predetermined speed ratio, and rotates integrally with the output shaft of the power source, and the flywheel A clutch mechanism having a clutch disk facing the wheel and rotating integrally with an input shaft of the transmission mechanism; an actuator for changing a distance and a pressing force between the clutch disk and the flywheel according to a stroke amount; and a stroke of the actuator The amount is changed at a first engagement speed until a predetermined engagement speed switching position, and after the engagement speed switching position, the amount is changed at a second engagement speed smaller than the first engagement speed, In an automatic clutch control device comprising clutch engagement control means for engaging the clutch disc and the flywheel,
Speed switching position storage means for storing the engagement speed switching position;
A rotational speed detection means for detecting an engine rotational speed of the power source;
Idle speed storage means for storing the engine speed when the power source is switched from a stable idle operation state to a clutch engagement control state in which clutch engagement control is performed, as an idle speed;
A minimum speed storage means for storing a minimum speed of the engine speed during the clutch engagement control state;
When the difference between the idle rotation speed and the minimum rotation speed is greater than or equal to a predetermined correction determination threshold value, the engagement speed switching position stored in the speed switching position storage means is separated from the flywheel. An automatic clutch control device comprising learning control means for learning correction at a position to be corrected.
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2009
- 2009-05-28 JP JP2009129342A patent/JP2010276117A/en active Pending
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