JP6300704B2 - クラッチのミートポイント調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ操作子により作動して油圧を発生する第１シリンダと、前記第１シリンダが発生した油圧で作動してクラッチのレリーズ部材を作動させる第２シリンダと、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダを接続する油路と、前記クラッチのミートポイントを調整する調整手段とを備えるクラッチのミートポイント調整装置に関する。

マニュアルトランスミッションを搭載した車両のクラッチの係合・係合解除を、運転者がクラッチペダルを操作することにより発生した油圧を介して行うものにおいて、クラッチペダルおよびクラッチ間を接続する油路に油圧の増加により体積が減少するダンパー要素を有するダンパーを介在させることにより、油圧の脈動を吸収してクラッチの操作フィーリングを高めるものが、下記特許文献１により公知である。

実開平５−６６３３６号公報

ところで、マニュアルトランスミッションを搭載した車両の変速操作は、先ずクラッチペダルを限界位置まで踏み込んでクラッチを係合解除し、その状態で変速を行った後に、クラッチペダルを元位置に戻してクラッチを再係合させることにより行われる。クラッチペダルを元位置に戻す過程でクラッチが再係合する位置（ミートポイント）は運転者の好みにより異なるため、それを任意に調整することができれば商品性を高めることが可能となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、マニュアルトランスミッションを搭載した車両のクラッチのミートポイントを任意に調整可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、クラッチ操作子により作動して油圧を発生する第１シリンダと、前記第１シリンダが発生した油圧で作動してクラッチのレリーズ部材を作動させる第２シリンダと、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダを接続する油路と、前記クラッチのミートポイントを調整する調整手段とを備えるクラッチのミートポイント調整装置であって、前記調整手段は、シリンダが形成されたハウジングと、前記ハウジングにシール部材を介して摺動自在に嵌合するピストンと、前記ピストンの正面に区画されて前記油路に連通する油室と、前記シリンダに移動自在に配置されて前記ピストンの背面に対して接近・離間自在なスプールと、前記スプールおよび前記ピストンの背面間に配置された弾性部材と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記クラッチのミートポイントにおける前記クラッチ操作子のストロークを検出するストローク検出手段とを備え、発進時のエンジン回転数および発進時の前記ストロークの関係を、ユーザーが設定したエンジン回転数および前記ストロークの関係に換算することで、前記スプールの位置を補正することを特徴とするクラッチのミートポイント調整装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記スプールは前記ハウジング内に配置されたリニアソレノイドにより前記ピストンの背面に対して接近・離間することを特徴とするクラッチのミートポイント調整装置が提案される。

尚、実施の形態のクラッチペダル１１は本発明のクラッチ操作子に対応し、実施の形態のコイルスプリング２７は本発明の弾性部材に対応する。

請求項１の構成によれば、クラッチ操作子を限界位置まで操作すると、第１シリンダが発生する油圧が油路を介して第２シリンダに伝達され、第２シリンダが作動してレリーズ部材を作動させることでクラッチが係合解除する。クラッチ操作子を限界位置から戻すと第２シリンダが逆方向に作動し、クラッチ操作子がミートポイントまで戻ったときにクラッチが係合する。

クラッチのミートポイントを調整する調整手段は、シリンダが形成されたハウジングと、ハウジングにシール部材を介して摺動自在に嵌合するピストンと、ピストンの正面に区画されて油路に連通する油室と、シリンダに移動自在に配置されてピストンの背面に対して接近・離間自在なスプールと、スプールおよびピストンの背面間に配置された弾性部材とを備えるので、スプールをピストンの背面に接近させると油室の容積が減少するため、クラッチ操作子を限界位置から戻したときにクラッチの係合が遅くなり、逆にスプールをピストンの背面から離間させると油室の容積が増加するため、クラッチ操作子を限界位置から戻したときにクラッチが早期に係合し、ミートポイントの調整が可能になる。

しかもエンジン回転数がエンジン回転数検出手段により検出され、クラッチのミートポイントにおけるクラッチ操作子のストロークがストローク検出手段により検出され、調整手段は、発進時のエンジン回転数および発進時のストロークの関係を、ユーザーが設定したエンジン回転数およびストロークの関係に換算することでスプールの位置を補正するので、クラッチの摩擦材の摩耗等の原因でユーザーの設定にずれが生じても、そのずれを自動的に調整して常にユーザーが設定した条件での発進を可能にすることができる。

また請求項２の構成によれば、スプールはハウジング内に配置されたリニアソレノイドによりピストンの背面に対して接近・離間するので、クラッチのミートポイントを精度良く調整することができる。

クラッチの操作系の全体構成を示す図。（第１の実施の形態） 液損量の調整手段の説明図（ピストンのニュートラル状態）。（第１の実施の形態） 液損量の調整手段の説明図（ピストンの低位置状態）。（第１の実施の形態） クラッチペダルのストロークおよび荷重の関係を示すグラフ。（第１の実施の形態） 電子制御ユニットの作用を説明するフローチャート。（第１の実施の形態） エンジン回転数およびクラッチストロークから液損量を検索するテーブル。（第１の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図６に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、運転者により操作されるクラッチペダル１１により作動して油圧を発生する第１シリンダ１２と、エンジンおよびマニュアルトランスミッション間に配置されたクラッチ１３の摩擦材を係合位置および係合解除位置間で移動させるレリーズ部材１４を駆動する第２シリンダ１５とが油路１６で接続されており、油路１６の中間部にクラッチ１３のミートポイントを調整するための調整手段１７が設けられる。

調整手段１７は、一端が開放するシリンダ１８が形成されたハウジング１９を備えており、シリンダ１８はその開放端に螺合するフレアナット２０を通して油路１６に連通する。シリンダ１８にはピストン２１がシール部材２２を介して摺動自在に嵌合しており、ピストン２１の正面（フレアナット２０）側には油路１６に連通する油室２３が区画される。

シリンダ１８の底部にはスプール２４が摺動自在に嵌合しており、スプール２４と、その周囲を取り囲むコイル２５とがリニアソレノイド２６を構成する。スプール２４とピストン２１の背面との間に、油室２３の容積を縮小させる方向にピストン２１を付勢するコイルスプリング２７が縮設される。従って、運転者がダイヤル２８を操作してリニアソレノイド２６のコイル２５に供給する電流を調整することで、コイルスプリング２７の弾発力に抗してシリンダ１８に対するスプール２４の軸方向位置を任意に調整することができる。

調整手段１７のスプール２４の位置はダイヤル２８の操作により調整される以外に、電子制御ユニット２９により自動的に調整される。

そのために、電子制御ユニット２９には、車速を検出する車速検出手段３０と、運転者によるクラッチペダル１１の操作を検出するクラッチスイッチ３１と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段３２と、クラッチペダル１１のストロークを検出するストローク検出手段３３とが接続される（図２参照）。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

マニュアルトランスミッションの変速操作は以下の手順で行われる。先ず運転者がクラッチペダル１１を限界位置まで踏み込むと、第１シリンダ１２が発生する油圧が油路１６を介して第２シリンダ１５に伝達され、第２シリンダ１５が作動してレリーズ部材１４を作動させることでクラッチ１３が係合解除する。クラッチ１３が係合解除している間に運転者はシフトレバーを操作して変速し、その後に運転者がクラッチペダル１１を元位置に戻すことで第２シリンダ１５の油圧が第１シリンダ１２に吸収され、クラッチ１３が再係合してエンジンの駆動力が駆動輪に伝達される。

クラッチペダル１１を限界位置から元位置に戻す過程で、クラッチ１３が係合するときのクラッチペダル１１の位置はミートポイントと呼ばれる。ミートポイントは運転者の好みにより異なるため、任意に調整可能であることが望ましい。本実施の形態では、第１シリンダ１２および第２シリンダ１５を接続する油路１６に介在させた調整手段１７が発生する液損量を調整することで、ミートポイントを調整することができる。

即ち、調整手段１７により液損量を増加させると、第１シリンダ１２のストロークに対する第２シリンダ１５のストロークが減少するため、クラッチペダル１１を深く踏み込んだ位置がミートポイントとなる。従って、クラッチペダル１１を限界位置から戻してクラッチ１３を係合させるとき、必要なクラッチペダル１１の戻し量が小さくなってクラッチ１３が早めに係合する。逆に、調整手段１７により液損量を減少させると、第１シリンダ１２のストロークに対する第２シリンダ１５のストロークが増加するため、クラッチペダル１１を浅く踏み込んだ位置がミートポイントとなる。従って、クラッチペダル１１を限界位置から戻してクラッチ１３を係合させるとき、必要なクラッチペダル１１の戻し量が大きくなってクラッチ１３が遅めに係合する。

次に、調整手段１７による液損量の調整原理を説明する。図２（Ａ）に示すように、運転者がクラッチペダル１１を踏んでいないとき、コイルスプリング２７の弾発力でピストン２１は上昇しており、油室２３の容積はゼロである。ダイヤル２８が「ニュートラル」位置にあるとき、リニアソレノイド２６に所定の電流を供給することで、スプール２４はピストン２１の背面から所定距離下方に離間したニュートラル位置に保持される。

この状態から運転者がクラッチペダル１１を踏み込んで第１シリンダ１２が油路１６に作動油を押し出すと、その作動油は調整手段１７のコイルスプリング２７を圧縮しながらピストン２１を押し下げ、油室２３の容積を拡大する。図２（Ｂ）に示すように、下降するピストン２１の背面がスプール２４の正面に当接すると油室２３の容積は最大になり、このときシリンダ１８の断面積Ｓとピストン２１の移動距離Ｌ１との積であるＳ×Ｌ１の液損量が発生する。

運転者がダイヤル２８を「低」位置に操作すると、図３（Ａ）に示すように、リニアソレノイド２６によりスプール２４がニュートラル位置から低位置に下降し、第１シリンダ１２が発生した油圧でピストン２１がスプール２４に当接するまでの移動距離がＬ１からＬ２に増加する。その結果、図３（Ｂ）に示すように、液損量がＳ×Ｌ２に増加してクラッチ１３が係合解除するまでのクラッチペダル１１の踏み込み量が増加し、あるいはクラッチ１３が再係合するまでの限界位置からのクラッチペダル１１の戻し量が減少する。

図４はクラッチペダル１１のストロークと荷重との関係を示すもので、破線はダイヤル２８が「ニュートラル」位置での特性であり、実線はダイヤル２８が「低」位置での特性である。「低」位置では、液損量が増加するためにクラッチ１３のミートポイントが深くなり、そのためにクラッチ１３が再係合するまでのクラッチペダル１１の戻し量が減少することが分かる。

逆に、運転者がダイヤル２８を「高」位置に操作すると、リニアソレノイド２６によりスプール２４がニュートラル位置から高位置に上昇し、油室２３の最大容積が減少して液損量が減少する。その結果、クラッチペダル１１のミートポイントが浅くなり、クラッチ１３が再係合するまでの限界位置からのクラッチペダル１１の戻し量が増加することになる。

以上のように、調整手段１７の液損量、つまりクラッチ１３のミートポイントは運転者によるダイヤル２８の操作で調整可能であるが、それ以外に電子制御ユニット２９により自動的に調整される。

図５は電子制御ユニット２９の作用を説明するフローチャートであり、ステップＳ１で車両が発進状態にあることを示す発進コンディションフラグが「１」でなくて車両が発進状態にないとき、ステップＳ２で車速検出手段３０で検出した車速＝ゼロであり、ステップＳ３でクラッチスイッチ３１がオンしてクラッチペダル１１が踏まれていれば、ステップＳ４で発進コンディションフラグを「１」にセットする。前記ステップＳ２で車速がゼロでないか、あるいは前記ステップＳ３でクラッチスイッチ３１がオフしてクラッチペダル１１が踏まれていなければ、ステップＳ５で発進コンディションフラグを「０」にセットする。

発進コンディションフラグが「１」であって車両が発進状態にあるとき、ステップＳ６でクラッチスイッチ３１がオフしてクラッチペダル１１が踏まれておらず、かつステップＳ７で車速＞ゼロで車両が発進したことが確認されると、ステップＳ８でエンジン回転数検出手段３２によりエンジン回転数を検出するとともに、ステップＳ９でストローク検出手段３３によりクラッチ１３のミートポイントにおけるクラッチペダル１１のストロークを検出する。

ミートポイントにおけるクラッチペダル１１のストロークは、車速検出手段３０が車両の発進を検出したときにストローク検出手段３３が出力するクラッチペダル１１の位置として検出可能である。

続くステップＳ１０でエンジン回転数およびミートポイントにおけるクラッチペダル１１のストロークを図６のテーブルに適用して調整手段１７の液損量を検索した後、ステップＳ１１で過去の複数回の発進時に検索されて記憶されている複数回の液損量と今回の液損量とを併せて平均化することで、液損量の目標値を算出する。そしてステップＳ１２で液損量が目表値に一致するように調整手段１７のリニアソレノイド２６に供給する電流を制御することにより、油室２３の容積を変化させる。

図６のテーブルに一例として示すように、運転者の好みに応じて設定された液損量は、エンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍのときに±０になっている。表中の＋の数値は液損量の増加を示し、−の数値は液損量の減少を示している。

クラッチ１３の摩擦材の長期の使用による摩耗等の原因で上記設定がずれると発進特性が変化してしまい、本来はエンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進すべきところ、例えばエンジン回転数＝１０００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進したとする。エンジン回転数が１５００ｒｐｍから１０００ｒｐｍに低下してエンジントルクが減少しているにも関わらず、同じクラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進したということは、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍにおけるクラッチ１３の摩擦材の面圧が高過ぎであり、仮にエンジン回転数＝１５００ｒｐｍで発進する場合にはミートポイントが深くなっている（ストロークが１１５ｍｍよりも大きくなっている）ということである。

図６のテーブルを参照すると、エンジン回転数＝１０００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍのときの液損量は＋１であるので、調整手段１７が油室２３の容積を増加させて液損量を±０から＋１に再設定する。この液損量の増加により、深くなっていたミートポイントが適正値（ストローク＝１１５ｍｍ）に戻り、エンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進するという発進特性が継続的に維持されることになる。

また上記設定がずれて本来はエンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進すべきところ、例えばエンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１０ｍｍで発進した場合には、ミートポイントが浅くなっている（ストロークが１１５ｍｍよりも小さくなっている）ということである。

図６のテーブルを参照すると、エンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１０ｍｍのときの液損量は−１であるので、調整手段１７が油室２３の容積を減少させて液損量を±０から−１に再設定する。この液損量の減少により、浅くなっていたミートポイントが適正値（ストローク＝１１５ｍｍ）に戻り、エンジン回転数＝１５００ｒｐｍ、クラッチペダル１１のストローク＝１１５ｍｍで発進するという発進特性が継続的に維持されることになる。

以上のように、クラッチ１３の摩擦材の摩耗等の原因で運転者の設定にずれが生じても、そのずれを自動的に調整して常に運転者が設定した条件での発進を可能にすることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のクラッチ操作子は実施の形態のクラッチペダル１１に限定されず、クラッチレバーのような他の操作子であっても良い。

また本発明の弾性部材は実施の形態のコイルスプリング２７に限定されず、他種のスプリング等の任意の弾性部材であっても良い。

１１ クラッチペダル（クラッチ操作子）
１２ 第１シリンダ
１３ クラッチ
１４ レリーズ部材
１５ 第２シリンダ
１６ 油路
１７ 調整手段
１８ シリンダ
１９ ハウジング
２１ ピストン
２２ シール部材
２３ 油室
２４ スプール
２６ リニアソレノイド
２７ コイルスプリング（弾性部材）
３２ エンジン回転数検出手段
３３ ストローク検出手段

Claims (2)

1. クラッチ操作子（１１）により作動して油圧を発生する第１シリンダ（１２）と、
   前記第１シリンダ（１２）が発生した油圧で作動してクラッチ（１３）のレリーズ部材（１４）を作動させる第２シリンダ（１５）と、
   前記第１シリンダ（１２）および前記第２シリンダ（１５）を接続する油路（１６）と、
   前記クラッチ（１３）のミートポイントを調整する調整手段（１７）とを備えるクラッチのミートポイント調整装置であって、
   前記調整手段（１７）は、シリンダ（１８）が形成されたハウジング（１９）と、前記ハウジング（１９）にシール部材（２２）を介して摺動自在に嵌合するピストン（２１）と、前記ピストン（２１）の正面に区画されて前記油路（１６）に連通する油室（２３）と、前記シリンダ（１８）に移動自在に配置されて前記ピストン（２１）の背面に対して接近・離間自在なスプール（２４）と、前記スプール（２４）および前記ピストン（２１）の背面間に配置された弾性部材（２７）と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段（３２）と、前記クラッチ（１３）のミートポイントにおける前記クラッチ操作子（１１）のストロークを検出するストローク検出手段（３３）とを備え、発進時のエンジン回転数および発進時の前記ストロークの関係を、ユーザーが設定したエンジン回転数および前記ストロークの関係に換算することで、前記スプール（２４）の位置を補正することを特徴とするクラッチのミートポイント調整装置。
2. 前記スプール（２４）は前記ハウジング（１９）内に配置されたリニアソレノイド（２６）により前記ピストン（２１）の背面に対して接近・離間することを特徴とする、請求項１に記載のクラッチのミートポイント調整装置。

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