JP3728472B2

JP3728472B2 - クラッチ自動制御車両

Info

Publication number: JP3728472B2
Application number: JP06408198A
Authority: JP
Inventors: 暢彦林; 一彦小林; 裕之新井
Original assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Current assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JPH11247893A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチの断接がコントローラからの指令で自動的に制御されるように構成されているクラッチ自動制御車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、クラッチ自体として摩擦クラッチを使用するが、その制御を手動ではなく、コントローラからの信号により自動で行うようにしたものとか、手動でも自動でも制御できるようにしたものがある。ここでは、少なくとも自動で制御できるようにしてある車両のことを、クラッチ自動制御車両と言うことにする。
【０００３】
図６は、従来のクラッチ自動制御車両のブロック構成図である。図６において、１はシフトレバー、２はクラッチ制御切替スイッチ、３はブレーキスイッチ、３Ａは駐車ブレーキスイッチ、４はブレーキペダル、４Ａは駐車ブレーキ、５はコントローラ、５−１はクラッチ制御マップ、６はクラッチペダルセンサ、７はクラッチペダル、８はマスタシリンダ、９はアクセル開度センサ、１０はアクセルペダル、１１はエンジン、１２はエンジン回転センサ、１３はクラッチ、１４はギヤ位置センサ、１５はレリーズフォーク、１６はトランスミッション、１７はトランスミッション回転センサ、１８は油圧パイプ、１９はクラッチ油圧アクチュエータ、２０はスレーブシリンダ、２１はロッド、２２はクラッチ位置センサである。
なお、ここではクラッチ自動制御車両として、クラッチ制御が手動でも自動でも出来るものを示している。
【０００４】
ブレーキスイッチ３，駐車ブレーキスイッチ３Ａ，クラッチペダルセンサ６，アクセル開度センサ９は、それぞれ対応する各ペダル等が操作されたか否か、あるいは踏み込みの程度を検出する。その検出信号はコントローラ５へ送られる。ギヤ位置センサ１４はトランスミッション１６での現在のギヤ位置を検出し、クラッチ位置センサ２２は、クラッチ断とクラッチ接間でのクラッチ位置（クラッチストローク）を検出する。トランスミッション回転センサ１７は、トランスミッション１６のカウンタシャフトの回転数を検出する。この回転数を、ギヤ比等を考慮して換算処理することにより、車速を求めることが出来る（その場合、トランスミッション回転センサ１７は、車速センサとして用いられている。）。これらのセンサの検出信号も、コントローラ５へ送られる。コントローラ５は、コンピュータ的に構成されている。
【０００５】
クラッチ油圧アクチュエータ１９は、コントローラ５からの制御信号に基づき、クラッチの断，接を制御するアクチュエータである。クラッチ１３はコントローラ５からの信号で自動的に制御することも出来るし、クラッチペダル７により手動的に制御することも出来るようにされている。そのため、クラッチペダル７のマスタシリンダ８から、クラッチ１３のスレーブシリンダ２０に至る油圧パイプ１８の途中に、クラッチ油圧アクチュエータ１９が介挿されている。
【０００６】
クラッチ制御切替スイッチ２は、クラッチ１３の制御を自動的に行わせるか、手動的に（クラッチペダル７により）行わせるかを切り替えるスイッチである。手動側に切り替えると、クラッチペダル７からの油圧が、スレーブシリンダ２０に伝えられる。自動側に切り替えると、クラッチ油圧アクチュエータ１９内にあるポンプ等（図示せず）が、コントローラ５からの信号により運転され、その油圧がスレーブシリンダ２０に伝えられる（この場合は、クラッチペダル７を踏んでも、その油圧はスレーブシリンダ２０へ伝えられない）。
【０００７】
なお、クラッチ自動制御車両では、シフトレバー１として、ノブ内にスイッチが内蔵されているものを使用することがある。ドライバがギヤをシフトしようとしてシフトレバー１に力を加えると、まず該スイッチがオンしてドライバのシフト意図を察知する。該スイッチオンの信号をコントローラ５が受けると、クラッチ１３はギヤインに備えて断される。そのような状態にされた後、ギヤがシフトされる。
【０００８】
ところで、このようなクラッチ自動制御車両で発進や変速をする際には、コントローラ５からの指令により、まずクラッチが断にされ、ギヤがシフトされた後、アクセルＯＮなどの発進意思信号を受け、クラッチの接方向への駆動制御がなされる。
クラッチの駆動制御は、コントローラ５内に具えられたクラッチ制御マップ５−１に従って行われる。即ち、クラッチ位置センサ２２で検出したクラッチ位置が、クラッチ制御マップ５−１で定めた位置となるようフィードバック制御されながら接方向に進められる。
【０００９】
図５は、従来における発進や変速時のクラッチ位置の変化を示す図であり、クラッチ制御マップ５−１によって制御された位置の変化である。クラッチ位置が断の状態において、ギヤ段へのシフトは完了される。点Ａは接方向への駆動が開始された点であり、点Ａから図示されるように徐々に接方向へ駆動され、やがて点Ｃに至る。点Ｃは完接の点Ｄに近い点であり、ここまで駆動されて来れば、後は一気に完接にされる。
【００１０】
なお、クラッチ自動制御車両に関する従来の文献としては、例えば、実開平６−８８２５号公報がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
（問題点）
前記した従来のクラッチ自動制御車両では、次のような問題点があった。
第１の問題点は、発進時に発進段以外のギヤ段にシフトされていたとしても、ひどいクラッチ滑りを起こしながらではあるが、何とか完接まで漕ぎ着けて発進してしまうことも可能であったので、そのような発進を時々するドライバもあるが、これを繰り返していると、クラッチの摩耗が激しく、クラッチの寿命が短くなるという点である。
第２の問題点は、クラッチを断から接にする全工程の制御がクラッチ位置を検出しながらのフィードバック制御で行われていたので、完接するまでに比較的長い時間がかかっていたという点である。
【００１２】
（問題点の説明）
先ず第１の問題点について説明する。大型車両等では、発進段としては、通常、第１速段，第２速段，後退段（Ｒ速段）等が用いられる。そして、それより高位の第３速段，第４速段等は、本来、発進段としては使用しないギヤ段（非発進段）である。しかし、例えば、第３速段にシフトした状態で発進しようとクラッチを接方向に進めると、クラッチ滑りを起こしながらも、何とか発進することは可能であった。
従来、このような発進は望ましくはないが可能であったので、ドライバが非発進段にシフトして発進しようとすると、クラッチの摩耗が激しく、クラッチの寿命が短くなってしまう。
【００１３】
次に第２の問題点について説明する。従来は、クラッチを断から接方向への駆動を開始した当初から、クラッチ位置を検出し確認し次へ進めるというフィードバック制御でクラッチを進めていたので、どうしても時間がかかっていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、ギヤ位置センサと、車速センサと、クラッチ位置センサと、アクセル開度センサと、車両の制御を行うコントローラと、断，接が該コントローラによって自動制御される摩擦クラッチを具えたクラッチ自動制御車両において、前記コントローラ内に、発進時にクラッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロークの量を、発進用ギヤ段についてはスムーズに発進し得る量となるよう、非発進用ギヤ段については発進するには過大な量となるよう、アクセル開度に応じて定めた発進時クラッチ一発接量マップを具え、発進時のクラッチ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを基に、前記発進時クラッチ一発接量マップより求めたクラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動することとした。
なお、発進時クラッチ一発接量マップは、ギヤ段毎に個別に設けてもよい。
【００１５】
また、コントローラ内に、変速時にクラッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロークの量をアクセル開度に応じて各ギヤ段毎に定めた変速時クラッチ一発接量マップを更に具え、変速時のクラッチ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを基に、前記変速時クラッチ一発接量マップより求めたクラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動することも出来るようにしてもよい。
【００１６】
（解決する動作の概要）
クラッチ自動制御車両のコントローラ内に発進時クラッチ一発接量マップを具えておき、発進時のクラッチ制御の当初においては、該マップで定められるクラッチストローク量だけ、クラッチを一気に接方向へ進めるという制御をする。
該マップでは、クラッチ一発接量として、発進段については発進に好適なクラッチストロークを定め、非発進段については発進に適さない過大なクラッチストロークを定めているので、誤って非発進段で発進しようとすると、クラッチのつなぎ過ぎになり、車両にガクガクとした振動を生ぜしめる。
そのため、ドライバは非発進段では発進できないことを知ることとなり、発進時にそれらのギヤ段を使用しなくなる。その結果、クラッチの摩耗が激しいギヤ段での発進は行われなくなり、クラッチの寿命低下をおさえることが出来る。
【００１７】
また、発進時にクラッチストロークがクラッチ一発接量だけ一気に進められるので、そのストロークがフィードバック制御で進められる場合に比し、短時間で進められることになり、発進動作が速やかに行える。
コントローラ５内に変速時クラッチ一発接量マップも具えて、変速時にそれを適用すれば、変速動作も同様に速やかに行える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のクラッチ自動制御車両のブロック構成図である。符号は、図６のものと同様であり、５−２は発進時クラッチ一発接量マップ、５−３は変速時クラッチ一発接量マップである。従来と相違する点は、コントローラ５内に発進時クラッチ一発接量マップ５−２，変速時クラッチ一発接量マップ５−３を新たに具え、発進時および変速時のクラッチ制御にこれを適用した点である。
【００１９】
発進時クラッチ一発接量マップ５−２は、発進時にクラッチを接方向へ制御する際、その当初において、短時間で一気に進めるクラッチストローク量（クラッチ一発接量）を定めたマップである。
図４は、発進時クラッチ一発接量マップを示す図である。縦軸はクラッチ一発接量（クラッチストローク量）であり、横軸はアクセル開度である。曲線イは、発進段（１st，２nd，Ｒ）用の曲線であり、曲線ロは非発進段（３rd，４th等）用の曲線である。
【００２０】
例えば、発進時に、ギヤが発進段（例、第１速段）へシフトされ、アクセル開度がＦ％とされている状態においては、図４の曲線イより、クラッチ一発接量はＳ_F1と求められる。
発進段ではなく非発進段（例、第３速段）へシフトされている場合には、曲線ロより、クラッチ一発接量はＳ_F2と求められる。
クラッチ一発接量は、発進段については発進がスムーズに行われるよう、半クラッチ位置のやや手前（断側）程度のクラッチストロークとなるよう設定され、非発進段については、発進には適さない過大なクラッチストロークとなるよう設定される。
図４では、クラッチ一発接量を、発進段用と非発進段用の２種類とした場合を示しているが、各ギヤ段毎に個別に定めてもよい。
【００２１】
変速時クラッチ一発接量マップ５−３は、変速時にクラッチを接方向へ制御する際、その当初において、短時間で一気に進めるクラッチストローク量（クラッチ一発接量）を定めたマップである。
図７は、変速時クラッチ一発接量マップを示す図であり、縦軸はクラッチ一発接量、横軸はアクセル開度である。図中の曲線に付したＲは後退段，１，２，…６は、それぞれ第１速段，第２速段，…第６速段を意味している。クラッチ一発接量は、各ギヤ段毎にアクセル開度に応じて定められ、半クラッチ位置よりやや接側となるような値に定められる。図７によれば、例えば第４速段に変速する場合であって、アクセル開度がＦ％の時には、クラッチ一発接量の値はＳ_F4と求められる。
【００２２】
図３は、本発明における発進時のクラッチ位置の変化を示す図である。縦軸はクラッチ位置を示し、横軸は時間を示している。曲線は、クラッチ断から接までのクラッチ位置の変化を示しており、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはその曲線上の点である。クラッチ断の状態のうちに、ギヤは発進段へシフトされ、点Ａのところから接方向への駆動が開始される。点Ａから点Ｂまでは、クラッチストロークが短時間で一気に進められる部分（一発で接される部分）であるが、その一発接量Ｓ_BAは、図４の発進時クラッチ一発接量マップで求められた量である。点Ｂの位置は、半クラッチ位置よりやや手前（断側）程度の位置である。
この一発接での制御は、与えられた一発接量Ｓ_BAだけ無条件に進める制御であり、フィードバック制御ではなくフィードフォワード制御で行われる。従って、Ｓ_BAのクラッチストロークに進んで来るまでの時間が従来より短くなり、それだけ発進動作が速やかに行われることになる。
【００２３】
その後、クラッチ位置は点Ｂから点Ｃへ徐々に進められて行くが、この制御はいわゆる半クラ制御であり、クラッチ制御マップ５−１に従い、フィードバック制御で行われる。即ち、アクセル開度，エンジン回転数等を基に該マップから次に進めるクラッチ位置を決定し、その位置へ進めて行く。そして、もう完接に移行しても良いというクラッチ位置（点Ｃ）まで来たところで、完接にされる（点Ｄ）。
【００２４】
もし、誤って非発進段にシフトしたまま発進しようとすると、その時のクラッチ一発接量は、半クラッチ位置より大きなクラッチストロークであるから、クラッチはつなぎ過ぎの状態となり、エンジンは失速気味となり、車両はガクガクと異常に振動し、発進することは出来なくなる。この振動により、ドライバは誤って非発進段で発進しようとしたことを知り、その発進動作を止め、発進段にてやり直すことになる。
【００２５】
変速時のクラッチ位置の変化も、図３とほぼ同様である。ただ、クラッチ一発接量の大きさとして、図７の変速時クラッチ一発接量マップより求めたものを適用する点が相違する。変速時には、クラッチ一発接で半クラッチ位置よりやや接側の位置にされる。クラッチ一発接を行うため、やはり変速動作が速やかに行われることになる。
【００２６】
図２は、本発明における発進時クラッチ制御を説明するフローチャートである。この制御は、コントローラ５内で行われる。
ステップ１…発進待機状態となったか確認する。発進待機状態とは、あとクラッチが接にされさえすれば発進し得るという状態である。即ち、車両は停止していてエンジンが回転しており、ギヤがニュートラル以外のギヤ段に入れられ、クラッチは断とされている状態である。これらは、エンジン回転センサ１２，トランスミッション回転センサ１７，ギヤ位置センサ１４，クラッチ位置センサ２２等からの検出信号を基にして確認される。
【００２７】
ステップ２…現在、どのギヤ段に入れられているかを検出する。
ステップ３…アクセル開度センサ９により、アクセル開度を検出する。
ステップ４…検出したアクセル開度が、０％より大であるかどうか調べる。０％より大であれば、アクセルペダル１０が踏み込まれたということであり、発進動作が開始されたと判断される。０％のままであるなら、ステップ１に戻る。
ステップ５…アクセル開度が０％より大であれば、発進時クラッチ一発接量マップ５−２（図４）より、現在のアクセル開度およびギヤ段に対応したクラッチ一発接量を求める。
【００２８】
ステップ６…クラッチストロークを、求めたクラッチ一発接量だけ、一気に接方向へ駆動する（図３の点Ｂまで）。入れていたギヤ段が発進段であれば、半クラッチ位置のやや手前付近の位置にされるので、車両に異常な振動は発生しない。しかし、もし非発進段に入れられていたならば、半クラッチ位置を超えた過大な位置までつながれるので、クラッチはつなぎ過ぎとなり、車両はガクガクといった振動をする（この時には、ドライバは急いでギヤシフトを抜き、発進操作をやり直すことになる。）。
【００２９】
ステップ７…その後、クラッチ制御マップ５−１に従い、フィードバック制御による半クラ制御で接方向へ進められる（図３の点Ｂ→点Ｃ）。
ステップ８…クラッチを完接にして良い位置（図３の点Ｃ）まで進められて来るのを待つ。
ステップ９…完接にして良い位置まで進行して来れば、クラッチを完接位置まで進める。
発進時のクラッチ接制御が以上のように行われるので、非発進段を使っての無理な発進が行われなくなり、クラッチの摩耗が防止できると共に、発進動作が速やかに行えるようになる。
【００３０】
変速時のクラッチ制御も、図２とほぼ同様のフローチャートで行われる。ただ、ステップ２の「発進待機状態」が「変速待機状態」（変速のためのギヤシフトが既になされ、あとクラッチが接されさえすれば変速がなされるという状態）となり、クラッチ一発接量が図７の変速時クラッチ一発接量マップで求めたものとなる点が相違するだけである。
変速時にクラッチ一発接を行えば、変速動作が速やかに行えるようになる。
【００３１】
なお上例では、コントローラ５内に発進時クラッチ一発接量マップ５−２と変速時クラッチ一発接量マップ５−３の両方を具えている場合を示したが、一方のみを具えるものとしてもよい。その場合、効果は一方のみのものが奏される。
また、クラッチ自動制御車両として、クラッチ制御が手動でも自動でも可能な車両を例にとって説明したが、自動でのみ制御するようにしてある車両についても、同様に適用できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、クラッチ自動制御車両のコントローラ内に発進時クラッチ一発接量マップを具えておき、発進時には、当初において該マップで定められるクラッチストローク量だけ、クラッチを一気に接方向へ進めるという制御をする。該マップでは、クラッチ一発接量として、発進段については発進に好適なクラッチストロークを定め、非発進段については発進に適さない過大なクラッチストロークを定めているので、誤って非発進段で発進しようとするとクラッチのつなぎ過ぎになり、車両にガクガクとした振動を生ぜしめる。
【００３３】
これにより、ドライバに、非発進段での発進は出来ないとの観念を植付け、非発進段での発進を試みさせないようにすることが出来るので、クラッチの摩耗が防止でき、寿命低下をおさえることが出来る。
また、発進時にクラッチストロークがクラッチ一発接量だけ一気に進められるので、そのストロークがフィードバック制御で進められる場合に比し、短時間で進められることになり、発進動作が速やかに行える。
コントローラ５内に変速時クラッチ一発接量マップも具えて、変速時にそれを適用すれば、変速動作も同様に速やかに行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチ自動制御車両のブロック構成図
【図２】本発明における発進時クラッチ制御を説明するフローチャート
【図３】本発明における発進時のクラッチ位置の変化を示す図
【図４】発進時クラッチ一発接量マップを示す図
【図５】従来における発進時のクラッチ位置の変化を示す図
【図６】従来のクラッチ自動制御車両のブロック構成図
【図７】変速時クラッチ一発接量マップを示す図
【符号の説明】
１…シフトレバー、２…クラッチ制御切替スイッチ、３…ブレーキスイッチ、３Ａ…駐車ブレーキスイッチ、４…ブレーキペダル、４Ａ…駐車ブレーキ、５…コントローラ、５−１…クラッチ制御マップ、５−２…発進時クラッチ一発接量マップ、５−３…変速時クラッチ一発接量マップ、６…クラッチペダルセンサ、７…クラッチペダル、８…マスタシリンダ、９…アクセル開度センサ、１０…アクセルペダル、１１…エンジン、１２…エンジン回転センサ、１３…クラッチ、１４…ギヤ位置センサ、１５…レリーズフォーク、１６…トランスミッション、１７…トランスミッション回転センサ、１８…油圧パイプ、１９…クラッチ油圧アクチュエータ、２０…スレーブシリンダ、２１…ロッド、２２…クラッチ位置センサ

Claims

ギヤ位置センサと、車速センサと、クラッチ位置センサと、アクセル開度センサと、車両の制御を行うコントローラと、断，接が該コントローラによって自動制御される摩擦クラッチを具えたクラッチ自動制御車両において、
前記コントローラ内に、
発進時にクラッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロークの量を、発進用ギヤ段についてはスムーズに発進し得る量となるよう、非発進用ギヤ段については発進するには過大な量となるよう、アクセル開度に応じて定めた発進時クラッチ一発接量マップ
を具え、
発進時のクラッチ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを基に、前記発進時クラッチ一発接量マップより求めたクラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動する
ことを特徴とするクラッチ自動制御車両。
発進時クラッチ一発接量マップをギヤ段毎に個別に設けたことを特徴とする請求項１記載のクラッチ自動制御車両。
コントローラ内に、
変速時にクラッチを接する際、一気に接方向へ進めるクラッチストロークの量をアクセル開度に応じて各ギヤ段毎に定めた変速時クラッチ一発接量マップ
を具え、
変速時のクラッチ制御の当初に、前記ギヤ位置センサで検出したギヤ段と前記アクセル開度センサで検出したアクセル開度とを基に、前記変速時クラッチ一発接量マップより求めたクラッチストロークだけ、クラッチを接方向に一気に駆動する
ことを特徴とする請求項１または２記載のクラッチ自動制御車両。