JPH051727A

JPH051727A - クラツチ継合速度制御装置

Info

Publication number: JPH051727A
Application number: JP3176003A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takahashi; 剛高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JP2776070B2

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッチペダルの回動復帰速度を制御するアク
チュエータを使用して、クラッチの継合速度を制御する
ことにより車両の状況に応じてクラッチの継合を的確に
制御し得るクラッチ継合速度制御装置を提供する。【構成】上記アクチュエータ１０と、ペダル操作検出手
段３１ａと、車速検出手段３１ｂと、ブレーキ操作検出
手段３１ｃと、エンジン回転数検出手段３１ｄを備える
とともに、クラッチの継合解除状態において車両停止時
でかつブレーキ操作時に第１の制御パターンを選択し、
ブレーキの非操作時でエンジン回転数が設定された所定
値以上では第２の制御パターンを選択するとともに、同
回転数が設定値未満では第３の制御パターンを選択する
選択手段を備えた構成のクラッチ継合速度制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクラッチ継合速度制御装
置に関する。

【０００２】

【従来技術】クラッチの継合速度は車両の運転状態に応
じて運転者がクラッチペダルの踏込み解除操作を適宜加
減することにより行われるが、例えば車両の発進時激し
い踏込み解除操作を行ったり、踏込み解除の際足をクラ
ッチペダルから滑らせた場合にはクラッチに大きな衝撃
トルクが発生し、また車両の走行中には車速に応じて踏
込み解除操作を早くしないとクラッチディスクの摩耗、
発熱が大きくなる。このため、クラッチの継合速度を通
常走行、急発進、坂道発進等車両の状況に応じて的確に
制御し得る制御装置の出現が望まれる。かかる要請に対
処すべく本出願人は先に出願した特願平２−５４２００
号にて、クラッチの継合速度を的確に制御し得るアクチ
ュエータを提案し、かつ同アクチュエータを使用した制
御のー例を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クラ
ッチペダルの回動復帰を制御する上記したアクチュエー
タ、またはこれと同様の機能を有するアクチュエータを
使用して、上記したごとき車両の状況に応じてクラッチ
の継合速度を的確に制御し得るクラッチ継合速度制御装
置を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はクラッチ継合速
度制御装置であり、当該継合速度制御装置はクラッチペ
ダルの回動復帰速度を制御するアクチュエータと、前記
クラッチペダルの踏込操作を検出するペダル操作検出手
段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、ブレーキ
の操作状態を検出するブレーキ操作検出手段と、エンジ
ンの回転数を検出する回転数検出手段を備えるととも
に、クラッチの継合解除状態において車両停止時でかつ
ブレーキ操作時に第１の制御パターンを選択し、ブレー
キの非操作時でエンジン回転数が設定された所定値以上
では第２の制御パターンを選択するとともに、同回転数
が設定値未満では第３の制御パターンを選択する選択手
段を備えていることを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の作用・効果】かかる構成のクラッチ継合速度制
御装置においては、クラッチの継合解除時に前記選択手
段の作用により第１〜第３の制御パタークを選択するこ
とがてき、これら各制御パターンを前記車両の状況、例
えば通常走行、急発進、坂道発進等車両の状況に応じて
設定しておけば、クラッチ継合速度をこれら車両の状況
に応じて的確に制御することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明のー実施例を図面に基づいて説
明するに、図１には本発明の一実施例に係るクラッチ継
合速度制御装置を構成するアクチュエータ１０が示され
ている。当該アクチュエータ１０は上記した本出願人が
先に出願したアクチュエータであり、当該アクチュエー
タは図２に示すようにクラッチペダル２１と車体のダッ
シュパネル２２間に配設され、クラッチペダル２１の踏
込み解除操作を制御することによりクラッチの継合速度
を制御する。クラッチペダル２１はプッシュロッド２３
を介してクラッチマスタシリンダ２４に連結し、クラッ
チペダル２１の踏込み操作によりクラッチマスタシリン
ダ２４から油圧管路を通してクラッチレリーズシリンダ
へクラッチ作動油が供給され、クラッチの継合が解除さ
れる。また、この状態でクラッチペダル２１の踏込み操
作を解除すると、作動油がクラッチレリーズシリンダか
らクラッチマスタシリンダ２４に還流し、クラッチが継
合するとともにクラッチペダル２１は元位置に回動復帰
する。

【０００７】しかして、アクチュエータ１０はシリンダ
ボデー１１、ピストンロッド１２およびシリンダボデー
１１内に封入された電気粘性流体からなる。シリンダボ
デー１１は中央部にシリンダ内孔１１ａを備えるととも
に、シリンダ内孔１１ａに沿って延びる第１通路１１ｂ
および第２通路１１ｃを備え、これら両通路１１ｂ、１
１ｃは共にシリンダ内孔１１ａの両端に連通している。
第１通路１１ｂにはチェックバルブ１３が介装されてお
り、同チェックバルブ１３は電気粘性流体の矢印Ａ方向
への流動のみを許容する。また、第２通路１１ｃには電
極１４が配設されており、同電極１４は第２通路１１ｃ
を流動する電気粘性流体に電圧を印加する。電気粘性流
体は刊行物「NIKKEI MECHANICAL(1986,2,10)P35」にて
電気流動流体…ＥＲ流体として紹介されている。ピスト
ンロッド１２はシリンダボデー１１のシリンダ内孔１１
ａ内にその長手方向へ摺動可能に嵌挿され、摺動時には
シリンダ内孔１１ａ内の電気粘性流体（以下ＥＲ流体と
いう）を第１通路１１ｂまたは第２通路１１ｃを通して
流動させる。当該アクチュエータ１０においては、シリ
ンダボデー１１がその前端側にてダッシュパネル２２に
回動可能に連結され、かつピストンロッド１２がその後
端側にてクラッチペダル２１に連結されている。

【０００８】ＥＲ流体は印加電圧に応じてその粘度を変
化させるもので、図３にはＥＲ流体の粘度−印加電圧特
性のグラフが示されている。ＥＲ流体はシリンダボデー
１１の第２通路１１ｃにて電極１４により電圧を印加さ
れるが、電極１４に供給される電圧は後述する電気制御
装置３０により制御される。

【０００９】かかる構成の継合速度制御装置１０におい
ては、クラッチペダル２１の踏込み操作に応答して同ペ
ダル２１に連結しているピストンロッド１２がシリンダ
ボデー１１のシリンダ内孔１１ａ内を長手方向前端側に
摺動し、シリンダ内孔１１ａ内のＥＲ流体をその前端側
から主として第１通路１１ｂを矢印Ａ方向に流動させて
シリンダ内孔１１ａの後端側に流入させる。この結果、
クラッチペダル２１は所定量踏込まれ、クラッチマスタ
シリンダ２４から油圧管路を介してクラッチレリーズシ
リンダへ作動油が供給されてクラッチの継合が解除され
る。また、この状態でクラッチペダル２１の踏込みを解
除すると、クラッチレリーズシリンダからクラッチマス
タシリンダ２４への作動油の還流によりクラッチペダル
２１が元位置に押戻され、この際ピストンロッド１２が
シリンダ内孔１１ａ内を後端側へ摺動するのに伴い、Ｅ
Ｒ流体をシリンダ内孔１１ａの後端側から第２通路１１
ｃを矢印Ｂ方向に流動させ、シリンダ内孔１１ａの前端
側に流入させる。

【００１０】しかして、ＥＲ流体は図３に示す粘度−印
加電圧特性を有し、電極１４に付与する電圧を変化させ
ることにより電極１４間を流動する流体の粘度を変化さ
せ、ＥＲ流体の第２通路１１ｃでの流動速度を変化させ
ることができる。このため、ＥＲ流体の印加電圧を車両
の運転状態に応じて制御すれば、クラッチペダル２１の
踏込み解除速度、クラッチレリーズシリンダからクラッ
チマスタシリンダへの作動油の還流速度、従ってクラッ
チの継合速度を車両の運転状態に応じて制御することが
できる。

【００１１】電気制御装置３０は図４に示すように、ク
ラッチ操作スイッチ３１ａ、車速センサー３１ｂ、ブレ
ーキセンサー３１ｃ、エンジン回転数センサー３１ｄ、
ペダルの移動位置を検出するペダル位置センサー３１
ｅ、ペダルの戻り速度を検出するペダル速度センサー３
１ｆを備えるとともに、マイクロコンピュータ３２およ
び電圧制御回路３３を備えている。クラッチ操作スイッ
チ３１ａ、車速センサー３１ｂ、ブレーキセンサー３１
ｃ、エンジン回転数センサー３１ｄは本発明のペダル操
作検出手段、車速検出手段、ブレーキ操作検出手段、エ
ンジン回転数検出手段にそれぞれ該当する。

【００１２】操作スイッチ３１ａおよび各センサー３１
ｂ〜３１ｆはマイクロコンピュータ３２に接続されてお
り、同コンピュータ３２はバス３２ａに共通に接続され
たＲＯＭ３２ｂ、ＣＰＵ３２ｃ、ＲＡＭ３２ｄおよびＩ
／Ｏ３２ｅからなる。また、マイクロコンピュータ３２
は電圧制御回路３３に接続されている。ＲＯＭ３２ｂは
図５に示すフローチャートに対応したプログラムを記憶
するとともに、図６および図７に示すフローチャートに
対応するプログラムを記憶している。ＣＰＵ３２ｃはイ
グニッションスイッチの閉成により前記プログラムを実
行し続けるもので、ＲＡＭ３２ｄは前記プログラムの実
行に必要な変数データを一時的に記憶する。

【００１３】しかして、かかる電気制御装置３０におい
てはイグニッションスイッチをオンすると、ＣＰＵ３２
ｃが図５のステップ４０からプログラムの実行を開始す
る。ＣＰＵ３２ｃはステップ４１にて操作スイッチ３１
ａのオン、オフ状態を判定し、オン状態にあればクラッ
チペダル２１が踏込み操作されたものとして「ＹＥＳ」
と判定してプログラムをステップ４２に進め、オフ状態
にあればクラッチペダル２１が踏込み操作されなかった
ものとして「ＮＯ」と判定しプログラムを元へ戻す。Ｃ
ＰＵ３２ｃはステップ４２にて車速センサー３１ｂから
の車速信号に基づ車両の停止状態を判定し、車速Ｖが０
であれば停止状態として「ＹＥＳ」と判定してプログラ
ムをステップ４３に進め、車速が０でない場合には走行
状態として「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ４
４へ進める。

【００１４】ＣＰＵ３２ｃは車両が停止状態であると判
定した場合にはステップ４３にてブレーキセンサー３１
ｃからのブレーキ状態信号に基づきブレーキの作動状態
を判定し、ブレーキが作動状態である場合（オン）には
「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ４５へ進め
て同ステップ４５にてクラッチの継合速度の制御パター
ンとして第１制御パターンを選択し、またブレーキが非
作動状態である場合（オフ）にはプログラムをステップ
４４に進める。

【００１５】一方、ＣＰＵ３２ｃは車両が走行状態であ
ると判定し、または停止状態ではあるがブレーキが非作
動状態である場合にはステップ４４にてエンジン回転数
センサーからのエンジン回転数信号に基づきエンジンの
回転数Ｎが設定された所定の回転数（Ｎ＞Ｎ0 ）か否
かを判定し、Ｎ0より大きい場合には「ＹＥＳ」と判定
してステップ４６にてクラッチの継合速度の制御パター
ンとして第２制御パターンを選択し、またＮ0 より小さ
い場合には「ＮＯ」と判定してステップ４７にてクラッ
チの継合速度の制御パターンとして第３制御パターンを
選択する。本実施例においては、第１制御パターンとし
て図６に示すフローチャートに対応する坂道発進制御が
プログラムされ、第２制御パターンとして図７に示すフ
ローチャートに対応する急継合緩和制御がプログラムさ
れており、かつ第３制御パターンとして図示しない通常
時の好適クラッチ継合制御がプログラムされている。

【００１６】ＣＰＵ３２ｃはステップ４５にて第１制御
パターンを選択した場合には、図６のステップ５０から
坂道発進制御プログラムの実行を開始し、ステップ５１
にて電圧制御回路３３に印加電圧を付与するための制御
信号を出力する。これにより、アクチュエータ１０の電
気粘性流体に所定の電圧が印加され、電気粘性流体は流
動性が大きく低下されてアクチュエータのシリンダ１１
内での流動が規制される。このため、クラッチペダル２
１の踏込み操作が不可能になり、クラッチペダル２１が
ロック状態を呈する。

【００１７】ＣＰＵ３２ｃは次いでプログラムをステッ
プ５２にて回転数センサー３１ｄからの回転数信号に基
づきエンジン回転数Ｎが設定値Ｎ1 以上か否かを判定
し、設定値Ｎ1未満である場合には「ＮＯ」と判定して
ステップを元へ戻し、設定値Ｎ1以上の場合には「ＹＥ
Ｓ」判定してプログラムをステップ５３へ進める。ＣＰ
Ｕ３２ｃはステップ５３にて電圧制御回路３３に対する
制御信号出力を停止し、次いでステップ５４に進める。
これにより、電気粘性流体に対する電圧の印加が停止さ
れ、電気粘性流体は正常の流動特性に復帰してクラッチ
ペダル２１の移動を許容する。

【００１８】ＣＰＵ３２ｃはステップ５４にてペダル位
置センサー３１ｅからの信号に基づき戻りのペダル位置
Ｌが設定値Ｌ0以上か否かを判定し、設定値Ｌ0未満の場
合には「ＮＯ」と判定してステップを元へ戻す。また、
ステップ５４にてペダル位置Ｌが設定値Ｌ0 以上の場合
には「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ５５に
進め、ステップ５５にてペダル速度センサー３１ｆから
の速度信号に基づいてクラッチペダル２１の戻り速度Ｖ
が設定値Ｖ1以上か否かを判定し、設定値Ｖ1未満の場合
には「ＮＯ」と判定して、アクチュエータ１０の電気粘
性流体に対する印加電圧の制御を停止してプログラムを
終了させる。また、ＣＰＵ３２ｃはクラッチペダル２１
の戻り速度Ｖが設定値Ｖ1 以上の場合にはプログラムを
ステップ５６に進める。

【００１９】ＣＰＵ３２ｃはステップ５６にて戻り速度
Ｖに対応する印加電圧を算出するとともに、算出された
印加電圧に対応する制御信号を電圧制御回路３３に出力
する。これにより、アクチュエータ１０の電気粘性流体
に所定の電圧が印加され、電気粘性流体は流動性が所定
量低下されてアクチュエータ１０のシリンダ１１内での
流動が低減される。この結果、クラッチペダル２１の戻
り速度が低下する。ＣＰＵ３２ｃはステップ５７にてペ
ダル速度センサー３１ｆからの速度信号に基づいてクラ
ッチペダル２１の戻り速度Ｖが第１設定値Ｖ1 とこれよ
り所定速度小さい第２設定値Ｖ2の範囲内か否かを判定
し、設定値Ｖ1より大きい場合には「ＮＯ」と判定して
プログラムをステップ５６に戻し、また設定値Ｖ1〜Ｖ2
の範囲にある場合には「ＹＥＳ」と判定してステップ５
８に進める。

【００２０】ＣＰＵ３２ｃはステップ５８にてクラッチ
ペダル２１の状態を検出する操作スイッチ３１ａからの
検出信号に基づきクラッチの継合状態を判定し、クラッ
チペダル２１が復帰してクラッチが継合している場合
（オン）には「ＹＥＳ」と判定してステップ５９にて制
御信号出力を停止し、プログラムの実行を終了する。ま
た、クラッチの継合が終了していない場合には「ＮＯ」
と判定して、プログラムをステップ５７に戻す。

【００２１】以上のクラッチ継合速度制御によれば、ク
ラッチを非継合にした状態でクラッチペダル２１が操作
状態に保持され、その後アクセル開度に応じた速度でク
ラッチペダル２１が戻されてクラッチが継合を完了す
る。このため、車両の坂道発進時のクラッチの継合がク
ラッチペダル２１の解除操作なしで円滑に行うこどかで
きる。

【００２２】ＣＰＵ３２ｃは図５に示すフロ−チャ−ト
におけるステップ４６にて第２制御パターンを選択した
場合には、図７のステップ６０から通常走行時の好適な
クラッチ継合制御プログラムの実行を開始する。ＣＰＵ
３２ｃはステップ６１にてペダル位置センサー３１ｅか
らの信号に基づき戻りのペダル位置Ｌが設定値Ｌ0 以上
か否かを判定し、設定値Ｌ0 未満の場合には「ＮＯ」と
判定してプログラムを元に戻す。また、ステップ６１に
てペダル位置Ｌが設定値Ｌ0 以上の場合には「ＹＥＳ」
と判定してプログラムをステップ６２に進め、ステップ
６２にてペダル速度センサー３１ｆからの速度信号に基
づいてクラッチペダル２１の戻り速度Ｖが設定値Ｖ1以
上か否かを判定し、設定値Ｖ1未満の場合には「ＮＯ」
と判定して、アクチュエータ１０の電気粘性流体に対す
る印加電圧の制御おこなわずにプログラムを終了させ
る。また、ＣＰＵ３２ｃはクラッチペダル２１の戻り速
度Ｖが設定値Ｖ1以上の場合にはプログラムをステップ
６３に進める。

【００２３】ＣＰＵ３２ｃはステップ６３にて戻り速度
Ｖに対応する印加電圧を算出するとともに、算出された
印加電圧に対応する制御信号を電圧制御回路３３に出力
する。これにより、アクチュエータ１０の電気粘性流体
に所定の電圧が印加され、電気粘性流体は流動性が所定
量低下されてアクチュエータ１０のシリンダ１１内での
流動が低減される。この結果、クラッチペダル２１の戻
り速度が低下する。ＣＰＵ３２ｃはステップ６４にてペ
ダル速度センサー３１ｆからの速度信号に基づいてクラ
ッチペダル２１の戻り速度Ｖが第１設定値Ｖ1 とこれよ
り所定速度小さい第２設定値Ｖ2の範囲内か否かを判定
し、設定値Ｖ1より大きい場合には「ＮＯ」と判定して
プログラムをステップ６３に戻し、また設定値Ｖ1〜Ｖ2
の範囲にある場合には「ＹＥＳ」と判定してステップ６
５に進める。

【００２４】ＣＰＵ３２ｃはステップ６５にてクラッチ
ペダル２１の復帰状態を検出する操作スイッチ３１ａか
らの検出信号に基づきクラッチの継合状態を判定し、ク
ラッチペダル２１が復帰してクラッチが継合している場
合には「ＹＥＳ」と判定してステップ６６にて制御信号
出力を停止し、プログラムの実行を終了する。また、ク
ラッチの継合が終了していない場合には「ＮＯ」と判定
して、プログラムをステップ６３に戻す。

【００２５】以上のクラッチ継合速度制御によれば、ク
ラッチペダル２１の戻り位置、戻り速度等に基づきアク
セル開度に応じた電圧をアクチュエータ１０の電気粘性
流体に印加して、通常走行時の急継合の発生を防止する
ことにより円滑なクラッチ継合を達成しているものであ
る。

【００２６】なお、第３制御パターンにおけるクラッチ
継合速度制御においては、クラッチの継合を例えばプロ
の操縦者のクラッチ操作状態に制御することができるも
ので、予め車両の走行状態、すなわち車両のシフト、車
速、エンジン回転数等に対応するプロのクラッチペダル
操作パターンをマップとしてマイクロコンピュ−タに記
憶させておき、実際の車両のシフト、車速、エンジン回
転数等の車両状態を検出してクラッチの継合速度を制御
する。例えば、運転者が変速機を４速から３速にシフト
ダウンする場合、継合する直前にスロットルバルブを開
きエンジン回転数を上げることによりスムーズなシフト
チェンジ（ショックの無いシフトダウン…等速シフト）
を可能として、プロの操縦者のクラッチ操作を再現する
ことにより上手なクラッチ操作を再現させることが可能
である。また、各種制御パターンにおいては、上記の制
御パターンに限らず、所望のクラッチ継合状態を形成で
きる各種の制御パターンを設定することができる。

【００２７】なお、本実施例においてはアクチュエータ
として、電圧を印加することにより流動性を変化する電
気粘性流体を備えたアクチュエータ１０を採用して、同
アクチュエータ１０をクラッチペダル２１とダッシュパ
ネル２２間に配設した例について示したが、本発明にお
いては上記アクチュエータ１０と同様に機能するアクチ
ュエータまたは電磁制御バルブをアクチュエータとして
採用し、図８〜図１１に示すように配設して使用するこ
とができる。

【００２８】図８に示す制御装置においては、クラッチ
マスタシリンダ２４と図示しないクラッチレリーズシリ
ンダを接続する作動流体管路２５に電磁制御バルブ１０
Ａを配設したものであり、図９に示す制御装置において
は、作動流体として電気粘性流体を採用するとともに同
作動流体に電圧を印加する電極を有する制御器１０Ｂを
配設したものであり、図１０に示す制御装置においては
クラッチペダル２１とダッシュパネル２２間に電磁制御
バルブを有する油圧シリンダ１０Ｃを配設したものであ
り、かつ図１１に示す制御装置においてはクラッチレリ
ーズレバー２６に係合するクラッチレリーズシリンダ２
７に電磁制御バルブ１０Ｄを配設したものである。これ
らの各制御装置においても、各アクチュエータを制御す
ることにより上記実施例と同様の作用効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る制御装置を構成するア
クチュエータの断面図である。

【図２】同アクチュエータとクラッチペダル、クラッチ
マスタシリンダとの関係を示す配置図である。

【図３】電気粘性流体の粘度−印加電圧特性線図であ
る。

【図４】同制御装置を構成する電気制御装置のブロック
図である。

【図５】同電気制御装置のマイクロコンピュータにより
実行される第１のフローチャートである。

【図６】同電気制御装置のマイクロコンピュータにより
実行される第２のフローチャートである。

【図７】同電気制御装置のマイクロコンピュータにより
実行される第３のフローチャートである。

【図８】本発明の制御装置の第１変形例を示す概略構成
図である。

【図９】同制御装置の第２変形例を示す概略構成図であ
る。

【図１０】同制御装置の第３変形例を示す概略構成図で
ある。

【図１１】同制御装置の第３変形例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１０…アクチュエータ、１０Ａ…電磁制御バルブ、１０
Ｂ…制御器、１０Ｃ…油圧シリンダ、１０Ｄ…電磁制御
バルブ、１１…クラッチボデー、１１ａ…シリンダ内
孔、１１ｂ、１１ｃ…通路、１２…ピストンロッド、１
３…チェックバルブ、１４ａ…電極、２１…クラッチペ
ダル、２２…ダッシュパネル、３０…電気制御装置、３
１ａ…操作スイッチ、３１ｂ…車速センサー、３１ｃ…
ブレーキセンサー、３１ｄ…エンジン回転数センサー、
３１ｅ…ペダル位置センサー、３１ｆ…ペダル速度セン
サー、３２…マイクロコンピュ−タ、３３…電圧制御回
路。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】クラッチペダルの回動復帰速度を制御する
アクチュエータと、前記クラッチペダルの踏込操作を検
出するペダル操作検出手段と、車両の速度を検出する車
速検出手段と、ブレーキの操作状態を検出するブレーキ
操作検出手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検
出手段を備えるとともに、クラッチの継合解除状態にお
いて車両停止時でかつブレーキ操作時に第１の制御パタ
ーンを選択し、かつブレーキの非操作時でエンジン回転
数が設定された所定値以上では第２の制御パターンを選
択するとともに、同回転数が設定値未満では第３の制御
パターンを選択する選択手段を備えていることを特徴と
するクラッチ継合速度制御装置。