JP2003014104A - クラッチ自動制御式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体継手の性能維持に優れたクラッチ自動制
御式車両を提供する。 【解決手段】 エンジンＥと変速機Ｔ／Ｍとの間に流体
継手２と湿式摩擦クラッチ３とを直列に配置し、変速操
作時に前記湿式摩擦クラッチ３を断に制御し、変速操作
後に前記湿式摩擦クラッチ３を接に制御する制御部を設
け、前記流体継手２のクリープを利用して発進を行うク
ラッチ自動制御式車両において、変速操作後のギア段が
発進に好適な所定の低ギア段より高ギア段であるときに
は、警報を発する発進ギア段警報手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体継手と湿式摩
擦クラッチとを組み合わせているクラッチ自動制御式車
両に係り、特に、流体継手の性能維持に優れたクラッチ
自動制御式車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クラッチ自動制御式車両とは、エンジン
と変速機との間に、ロックアップクラッチを具備した流
体継手と湿式摩擦クラッチとを直列に設け、これら流体
継手及び湿式摩擦クラッチを制御部によって自動制御す
るものである。変速機には運転室内のシフトレバーによ
るマニュアル操作を伝達する機構が設けられるが、クラ
ッチを操作するペダルはなく、シフトレバーのシフトノ
ブにスイッチが内蔵され、このスイッチの状態からドラ
イバの操作意図を制御部が判断し、アクチュエータを用
いてクラッチを制御する。即ち、ドライバがシフトレバ
ーで変速操作をしようとすると、制御部が湿式摩擦クラ
ッチを断にして変速操作を可能にする。そして、ドライ
バの変速操作が終了したところで、制御部が湿式摩擦ク
ラッチを接にする。湿式摩擦クラッチは、専ら変速のた
めに使用されるので、変速クラッチと呼ぶこともある。

【０００３】流体継手は、内蔵しているロックアップク
ラッチが断の状態では、クリープによる動力伝達を行う
ことができるもので、特に発進時の半クラッチに効果を
発揮する。ロックアップクラッチが接の状態では、エン
ジンと変速クラッチとを直結したのと同等の状態になる
ので、発進後はロックアップクラッチを接に制御し、伝
達効率を高めることができる。停車するときは、ロック
アップクラッチを断に制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、変速機の段数
を例えば６段とすると、発進に好適な低ギア段は１段、
２段であるが、３段以上の高ギア段でも発進は可能であ
る。特に、前述のクラッチ自動制御式車両では、変速操
作によるギア入れ後、変速クラッチを接に制御したと
き、流体継手の介在によりエンジンと変速機との急激な
接続が緩和されるので、エンジンストールや急発進を回
避した円滑な発進が可能である。

【０００５】しかしながら、高ギア段で発進しようとす
ると、変速機の回転に必要な負荷トルクが大きく、エン
ジン回転に対して変速機回転がなかなか追従しない。こ
のようにエンジンと変速機との回転数差が大きいと流体
温度が上昇する。流体継手においては流体温度が上昇す
ると、流体の劣化やゴム部品の劣化が促進されてしま
う。

【０００６】このように、流体継手と湿式摩擦クラッチ
とを組み合わせているクラッチ自動制御式車両では、高
ギア段での発進は可能であり、直ちに重大な障害を招く
ものではないが、車両のコンディションを維持する観点
からは、高ギア段での発進は推奨できない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、流体継手の性能維持に優れたクラッチ自動制御式車
両を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、エンジンと変速機との間に流体継手と湿式
摩擦クラッチとを直列に配置し、変速操作時に前記湿式
摩擦クラッチを断に制御し、変速操作後に前記湿式摩擦
クラッチを接に制御する制御部を設け、前記流体継手の
クリープを利用して発進を行うクラッチ自動制御式車両
において、変速操作後のギア段が発進に好適な所定の低
ギア段より高ギア段であるときには、警報を発する発進
ギア段警報手段を設けたものである。

【０００９】前記発進ギア段警報手段は、アクセルペダ
ルの所定量の踏み込みに基づき警報を発してもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１１】図１は本実施形態における車両の動力伝達
装置を示す。図示するように、エンジンＥと変速機Ｔ／
Ｍとの間にクラッチ機構１が設けられ、クラッチ機構１
は動力伝達方向上流側に設けられた流体継手（フルード
カップリング）２と、その下流側に直列に設けられた湿
式摩擦クラッチとしての湿式多板クラッチ３とからなっ
ている。この湿式摩擦クラッチ３を変速クラッチ３と呼
ぶことは既に述べたとおりである。なお、ここでいう流
体継手２とはトルクコンバータを含む広い概念であり、
現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いてい
る。本装置が適用される車両はトラック等の比較的大型
の車両である。エンジンＥはディーゼルエンジンであ
る。

【００１２】流体継手２は、エンジンの出力軸（クラン
ク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されク
ラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン
５とポンプ４との間に介設されたステータ６とを有す
る。そして流体継手２と並列してロックアップクラッチ
７が設けられ、これはポンプ４とタービン５との断接を
行って流体継手２をロックアップ可能とする。湿式多板
クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービ
ン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍのインプットシ
ャフト８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間
を断接する。

【００１３】変速機Ｔ／Ｍは、インプットシャフト８
と、これと同軸に配置されたアウトプットシャフト９
と、これらに平行に配置されたカウンタシャフト１０と
を有する。インプットシャフト８には、入力主ギヤ１１
が設けられている。アウトプットシャフト９には、１速
主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、
４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支さ
れていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。カ
ウンタシャフト１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入
力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤ
Ｃ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、
３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギ
ヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭ
ＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤ
ＣＲとが固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合
する６速副ギヤＣ６が軸支されている。

【００１４】この変速機Ｔ／Ｍによれば、アウトプット
シャフト９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合
されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグ
ＤＲにスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９
がリバース回転し、上記スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤ
Ｍ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、アウトプット
シャフト９が１速相当で回転する。そして、アウトプッ
トシャフト９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛
合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ
２にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が
２速相当で回転し、上記スリーブＳ／２３を３速主ギヤ
Ｍ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、アウトプット
シャフト９が３速相当で回転する。

【００１５】そして、アウトプットシャフト９に固定さ
れたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／
４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合す
ると、アウトプットシャフト９が４速相当で回転し、上
記スリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプ
ライン噛合すると、アウトプットシャフト９が５速相当
（直結）で回転する。そして、カウンタシャフト１０に
固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ
６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合する
と、アウトプットシャフト９が６速相当で回転する。上
記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフ
トロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってマ
ニュアル操作される。つまり変速機Ｔ／Ｍはマニュアル
式である。

【００１６】湿式多板クラッチ３は通常の構成である。
即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケ
ーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ
互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、こ
れらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押
し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を
行うものである。クラッチピストンはクラッチスプリン
グにより常に断側に付勢されると共に、これを上回る油
圧がクラッチピストンに付加されたときクラッチ３が締
結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量
は与えられる油圧に応じて増大される。

【００１７】次に、図１の動力伝達装置を電子制御する
ための電子制御装置を図２を用いて説明する。ＥＣＵ１
６にはクラッチソレノイドバルブＣＳＶの他、本装置を
電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続され
ている。これにはエンジン回転数を検出するためのエン
ジン回転センサ１８、クラッチ３の入力側の回転数即ち
タービン５の回転数を検出するためのタービン回転セン
サ１９、変速機Ｔ／Ｍの回転数、代表的には入力副ギヤ
１２の回転数を検出するための変速機回転センサ２０、
及び車速を検出するための車速センサ２１が含まれる。
これらのセンサは図２にも示される。特にＥＣＵ１６は
変速機回転センサ２０の出力と、入力主ギヤ１１及び入
力副ギヤ１２のギヤ比とから、インプットシャフト８の
回転数を計算し、これをクラッチ３の出力側回転数とす
る。即ちクラッチ出力側回転数を検出するための手段が
変速機回転センサ２０となる。

【００１８】また、ＥＣＵ１６には、パーキングブレー
キが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキ
スイッチ２２、フットブレーキが作動中か否かを検出す
るためのフットブレーキスイッチ２３、及び変速機のギ
ヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ２
４も接続される。

【００１９】そしてＥＣＵ１６にはノブスイッチ２５も
接続されている。即ち、本実施形態ではドライバーによ
る変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ
断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフ
トレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシ
フト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバ
ーとシフトノブとの間にノブスイッチ２５が設けられて
いる。そしてドライバーによる変速操作時、レバーの動
作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ２
５がONとなり、これを合図にクラッチ断を開始するよう
になっている。具体的構成は特開平１１−２３６９３１
号公報に示されたものと同様である。

【００２０】また、本実施形態の動力伝達装置には、同
公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Star
t Aid)が設けられており、その装置の手動ON/OFFを行う
ため運転室にＨＳＡスイッチ２６が設けられ、ＨＳＡス
イッチ２６がＥＣＵ１６に接続されている。

【００２１】ＥＣＵ１６には、アクセルペダルの踏み込
み量をアクセル開度の要求量として読み込むアクセル開
度センサ２７、アクセルペダルへの足載せの有無により
アイドル要求を検出するアイドルセンサ２８が接続され
る。

【００２２】また、ＥＣＵ１６には警報装置としてのブ
ザーＢＺが接続される。ブザーＢＺは、ＥＣＵ１６の筐
体に内蔵してもよいし、運転室内の適宜箇所に設置して
もよい。警報装置は、電磁的なブザーや圧電ブザーやス
ピーカーで実現できる。奏鳴音は、チャイムでもベルで
もよいし、電子的に合成されたビープ音や音声メッセー
ジでもよい。本実施形態では、１２８ｍｓ間の奏鳴と１
２８ｍｓ間の休止とを交互に行う断続警報音を出力す
る。

【００２３】次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作
動及び制御方法を説明する。

【００２４】この動力伝達装置では、エンジンＥの動力
を流体継手２、湿式多板クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍとい
う順で伝達する。ロックアップクラッチ７は原則として
発進後は常にON（接）され、停車時及び発進時にOFF
（断）される。従って発進時はＡＴ車のように流体継手
２のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進
制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は
流体継手２がロックアップされるのでスリップによるロ
スを防止できる。湿式多板クラッチ３は変速の度毎に断
接される。これは通常のＭＴ車と同様である。

【００２５】ここでロックアップクラッチ７の断接制御
について詳しく述べると、ロックアップクラッチ７は比
較的低車速である所定速度（本実施形態では約10km/h）
以上で接とされる。正確には、ロックアップクラッチ接
は、各ギヤ段においてインプットシャフト回転数が所定
回転数（本実施形態では一律900rpm）以上に達すると接
とされる。発進段（例えば多用される発進段である２
速）で発進し、インプットシャフト回転数がその所定回
転数（900rpm）に達すると、ロックアップクラッチが接
とされ、このときの車速が低車速（約10km/h）である。

【００２６】まず、車両発進時の作動を説明する。車両
がギヤニュートラルで停止中、ドライバーが発進しよう
としてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとす
る。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立
ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ２５
がONされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そし
て引き続きシフトレバーが操作されることによって変速
機Ｔ／Ｍが発進段にギヤインされ、これがギヤポジショ
ンセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続さ
れる。この接続によってタービン５が駆動輪側から止め
られるので、タービン５に対しポンプ４が滑動し、クリ
ープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離
したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すの
である。

【００２７】次に、車両走行中の変速時の作動を説明す
る。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバーが変速しよ
うとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとした
とする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺
動し、ノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッ
チ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作
されることによって変速機Ｔ／Ｍが次の変速段にギヤイ
ンされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出
されるとクラッチ３が接続される。これによって変速が
完了する。この変速中ロックアップクラッチ７はONのま
まで、エンジン動力がそのままクラッチ３に伝達され
る。

【００２８】次に、本発明による発進ギア段警報手段に
着いて説明する。発進ギア段警報手段は、車両内各部の
ステータスを総合して警報を作動するか、或いは既に作
動している警報を停止するかなどを判断する。

【００２９】警報作動条件は、以下のとおりである。

【００３０】現ギアが３速以上。即ち、ギヤポジショ
ンセンサ２４が検出している変速機Ｔ／Ｍの現在のギア
段が、発進に好適な所定の低ギア段（ここでは２速以
下）より高ギア段であること。

【００３１】インシャフト回転＝０ｒｐｍ。即ち、変
速機回転センサ２０が検出しているインプットシャフト
８の回転数が０であること。これは、走行中でない状態
であることを示している。

【００３２】車速＝０ｋｍ／ｈ。即ち、車速センサ２
１が検出しているアウトプットシャフト９の回転数が所
定値以下であること。これは、車両が停車状態であるこ
とを示している。

【００３３】フットブレーキ開放。即ち、フットブレ
ーキスイッチ２３が検出しているステータスがオフであ
ること。これは、ドライバがブレーキペダルに足を載せ
ておらず、ブレーキランプが消灯状態であることを示し
ている。

【００３４】アクセル踏み込み。即ち、アクセル開度
センサ２７が検出しているアクセル開度の要求量が所定
値（例えば、１０％）以上かつアイドルセンサ２８がオ
フ（足載せ有）であること。これは、ドライバがアクセ
ルペダルを踏み込んでいる状態であることを示してい
る。

【００３５】ロックアップオフ。即ち、ロックアップ
クラッチ７が断に制御されていること。ＥＣＵ１６は、
停車時及び発進時などの車速が低車速のときにロックア
ップクラッチ７を断に制御している。

【００３６】発進ギア段警報手段は、論理式＆＆
＆＆＆を計算する。なお、＆は論理積を表す。こ
の論理式が成立したときブザーＢＺが駆動されて警報音
が鳴ることになる。この論理式は、運転状態で言えば、
車両停車中に高ギア段が選択され、アクセルペダルが踏
み込まれた状態、即ち、高ギア段による発進操作がなさ
れた瞬間を示している。低ギア段が選択されていたり、
既に発進が達成されている場合は、前記の論理式は成立
しないので、ブザーＢＺは駆動されない。また、高ギア
段で走行中に停車した場合、、、、が成立する
が、及びが成立しないので、停車時の誤報は免れ
る。

【００３７】発進ギア段警報手段は、警報作動条件が成
立して警報を出している間は、警報停止条件を判定す
る。警報停止条件は、以下のとおりである。

【００３８】ロックアップオン。即ち、ロックアップ
クラッチ７が接に制御されていること。ＥＣＵ１６は、
車速が所定の低車速に達するとロックアップクラッチ７
を接に制御している。つまり、発進が既に達成された状
態である。

【００３９】アクセル開放。即ち、アクセル開度セン
サ２７が検出しているアクセル開度の要求量が所定値
（例えば、５％）以下であること。これは、ドライバが
アクセルペダルを開放して発進を取りやめたことを示し
ている。

【００４０】現ギアがニュートラル。即ち、ギヤポジ
ションセンサ２４が検出している変速機Ｔ／Ｍの現在の
ギア段がニュートラルであること。これは、ドライバが
ギア段を選択しなおすべくシフトレバーを操作している
ことを示している。

【００４１】発進ギア段警報手段は、論理式｜｜
を計算する。なお、｜は論理和を表す。この論理式が成
立したときブザーＢＺによる警報を停止する。従って、
ドライバが警報に気付いて発進を取りやめたりギア段を
選択しなおしたりすれば、警報は鳴らなくなる。また、
警報を無視して発進を続けた場合も、車速が所定の低車
速に達しロックアップクラッチ７が接になって流体の温
度上昇要因が解消されたならば、警報は鳴らなくなる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４３】（１）高ギア段での発進に対して警報が出
るので、ドライバに注意を促し、流体継手の温度が上が
る好ましくない状態を未然に防止させることができる。

【００４４】（２）高ギア段を選択しただけでは警報が
出ず、実際に発進しようとするアクセルオンの瞬間に警
報が出るので、ドライバに不快感がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すクラッチ自動制御式
車両における動力伝達装置の構造図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すクラッチ自動制御式
車両における電子制御装置の入出力構成図である。

【符号の説明】

２ 流体継手 ３ 湿式摩擦クラッチ（変速クラッチ） ７ ロックアップクラッチ １６ ＥＣＵ（制御部） ２０ 変速機回転センサ ２１ 車速センサ ２４ ギヤポジションセンサ ２７ アクセル開度センサ ２８ アイドルセンサ ＢＺ ブザー（警報装置） Ｅ エンジン Ｔ／Ｍ 変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 郷史 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA04 AB01 AC03 AC36 AC37 AC54 AC70 AC78 AD06 AD22 AD24 AD53 3J057 BB04 EE09 GA02 GA23 GB05 GB26 GE01 HH02 JJ01 3J552 MA04 MA12 MA17 MA26 NA01 PA18 PA51 QC04 RA12 RA27 SB02 UA03 VA62W VD02W VD16W

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと変速機との間に流体継手と湿
   式摩擦クラッチとを直列に配置し、変速操作時に前記湿
   式摩擦クラッチを断に制御し、変速操作後に前記湿式摩
   擦クラッチを接に制御する制御部を設け、前記流体継手
   のクリープを利用して発進を行うクラッチ自動制御式車
   両において、変速操作後のギア段が発進に好適な所定の
   低ギア段より高ギア段であるときには、警報を発する発
   進ギア段警報手段を設けたことを特徴とするクラッチ自
   動制御式車両。
2. 【請求項２】 前記発進ギア段警報手段は、アクセルペ
   ダルの所定量の踏み込みに基づき警報を発することを特
   徴とする請求項１記載のクラッチ自動制御式車両。