JP2003278805A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、自動的にクラッチの断接を行なう
クラッチ機構に用いて好適の、クラッチ制御装置に関
し、ショックを生じることなく速やかにクラッチを切断
できるようにする。 【解決手段】 クラッチを断接駆動するクラッチアクチ
ュエータ２１と、クラッチアクチュエータ２１を制御す
る制御手段４１とをそなえ、制御手段４１は、クラッチ
のストローク目標値を設定する目標値設定手段６１と、
クラッチストローク目標値となるようにクラッチアクチ
ュエータ２１に対する制御信号を設定する制御信号設定
手段６２とをそなえるとともに、目標値設定手段６１
を、クラッチの切断時にはクラッチストローク目標値を
所定ストロークまでは急速に増加させ、所定ストローク
以降は所定時間ストローク目標値を固定し、その後クラ
ッチストローク目標値を増加させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動的にクラッチ
の断接を行なうクラッチ機構に用いて好適の、クラッチ
制御装置に関し、特に機械式自動変速機を備えた車両の
クラッチ機構に用いて好適の、クラッチ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の変速機として、マニュア
ル車と同様な変速ギヤ機構及びクラッチ機構にそれぞれ
アクチュエータを付設して自動変速を行なえるようにし
た機械式自動変速機が開発、実用化されており、主にト
ラックやバス等の大型車を中心に適用されている。

【０００３】また、このようなアクチュエータとして
は、例えばエアや油圧等の流体圧を用いたシリンダ機構
や電気モータが適用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５はクラ
ッチ切断時のクラッチストロークと時間との関係を示す
図であり、通常は短時間で変速を終了するべく、クラッ
チ接続時のストローク位置からクラッチ待機点（クラッ
チ切断点）まで、クラッチアクチュエータを最大速度で
作動させてクラッチを切断している（線ａ参照）。

【０００５】しかしながら、クラッチの接続中にはエン
ジントルクが駆動系に伝達されており、これに起因して
駆動系にはねじれが生じている。このため、クラッチの
切断時にクラッチを急速に切り離すと、駆動系のねじれ
が急激に解放され車両にショックや振動が生じ、運転フ
ィーリングが悪化する。そこで、線ｂに示すようにクラ
ッチをゆっくり切断し、半クラッチ領域でクラッチを滑
らせて駆動系のねじれを徐々に解放することでショック
を吸収するようにすることも考えられるが、このように
してクラッチを切断する場合は、クラッチを切るのに通
常よりも長く時間がかかるため、車両急停車時等にエン
ジンストールを起こすおそれがある。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、ショックを生じることなく速やかにクラッチ
を切断できるようにした、クラッチ制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
クラッチ制御装置では、エンジンと駆動系との間に介装
されたクラッチは、クラッチアクチュエータにより断接
駆動される。また、このクラッチアクチュエータは制御
手段によりその作動が制御され、制御手段に設けられた
目標値設定手段によりクラッチのストローク目標値が設
定されるとともに、制御信号設定手段によりクラッチの
実ストロークがクラッチストローク目標値となるように
上記クラッチアクチュエータに対する制御信号が設定さ
れる。

【０００８】また、目標値設定手段では、クラッチの切
断時には、クラッチストローク目標値を所定ストローク
までは急速に（例えばステップ状に）増加させ、所定ス
トローク以降は所定時間ストローク目標値を固定し、そ
の後、クラッチストローク目標値を増加させるように設
定する。そして、このような特性でクラッチアクチュエ
ータの作動を制御することにより、クラッチ切断時にお
いて駆動系のねじれが徐々に解放されてショックを防止
できるとともに、速やかにクラッチを切ることができ、
急ブレーキ時等におけるエンジンストールを防止するこ
とができる。

【０００９】また、請求項２記載の本発明のクラッチ制
御装置では、エンジンと駆動系との間に介装されたクラ
ッチは、クラッチアクチュエータにより断接駆動され
る。また、このクラッチアクチュエータは制御手段によ
りその作動が制御され、制御手段に設けられた目標値設
定手段によりクラッチのストローク目標値が設定される
とともに、制御信号設定手段によりクラッチの実ストロ
ークがクラッチストローク目標値となるように上記クラ
ッチアクチュエータに対する制御信号が設定される。

【００１０】また、目標値設定手段では、クラッチの切
断時には、クラッチストローク目標値を所定ストローク
までは比較的急速に増加させ、所定ストローク以降は比
較的緩やかに増加させるように設定する。そして、この
ような特性でクラッチアクチュエータの作動を制御する
ことにより、クラッチ切断時において駆動系のねじれが
徐々に解放されてショックを防止できるとともに、速や
かにクラッチを切ることができ、急ブレーキ時等におけ
るエンジンストールを防止することができる。

【００１１】また、請求項３記載の本発明のクラッチ制
御装置では、所定ストロークを半クラッチ領域に設定す
ることにより、この半クラッチ領域でクラッチのねじれ
が徐々に解放されてショックを確実に抑制できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態にかかるクラッチ制御機構について説明すると、
図１はその要部機能を示す模式的なブロック図、図２は
本発明が適用されるクラッチ機構及び機械式自動変速機
の要部機能に着目して示す模式図、図３はその特性を説
明するための図である。

【００１３】まず、本発明が適用されるクラッチ機構及
び機械式自動変速機について図２を用いて簡単に説明す
ると、エンジン１には摩擦クラッチを有するクラッチ機
構（単にクラッチともいう）２と、このクラッチ機構２
を介してエンジン１の出力部に接続された機械式自動変
速機本体３とをそなえている。また、クラッチ機構２に
は、クラッチアクチュエータとしての電動モータ２１が
付設されており、このアクチュエータ２１が作動するこ
とによりクラッチ２が断接駆動されるようになってい
る。

【００１４】また、変速機本体３は、ギヤシフトユニッ
ト（ＧＳＵ）３１によって変速操作されるようになって
いる。このギヤシフトユニット３１には、変速用アクチ
ュエータとして、セレクト方向及びシフト方向にそれぞ
れギヤシフト部材を駆動する電動モータ（図示省略）を
そなえている。そして、変速操作時には、電動モータに
よってシフト部材を駆動して、変速機本体３のギヤ機構
の噛合状態を切り替えることにより変速段を所要の状態
にシフト駆動するようになっている。

【００１５】エンジン１はエンジン電子コントロールユ
ニット（エンジンＥＣＵ）４２によって、また、クラッ
チ用アクチュエータ２１及びギヤシフトユニット３１は
変速機のための電子制御ユニットである変速機電子コン
トロールユニット（変速機ＥＣＵ）４１によって、それ
ぞれ電気信号を通じて制御されるようになっている。ま
た、この機械式自動変速機は、ドライバの手動操作によ
る変速段のシフト指令を電気信号としてクラッチアクチ
ュエータ２１及びギヤシフトユニット３１に伝達してこ
れらのクラッチアクチュエータ２１及びギヤシフトユニ
ット３１を遠隔操作する手動シフトモードと、車両の走
行状態（例えば車速やエンジン負荷）に応じた最適変速
段にするために変速段の切替が必要な時にクラッチアク
チュエータ２１及びギヤシフトユニット３１の作動を制
御する自動シフトモードとを選択して実行できるように
なっている。

【００１６】また、変速機ＥＣＵ４１には、チェンジレ
バーユニット５，車速センサ（車速検出手段）５１，ク
ラッチストロークセンサ５２，変速機本体３の変速段を
検出するトランスミッションギヤセンサ（図示略），ク
ラッチ回転速度（すなわち、クラッチ機構２の出力側回
転数）を検出するクラッチ回転数センサ５４，ブレーキ
ペダル７が踏み込まれるとＯＮになりブレーキの作動を
検出するストップランプスイッチ（ブレーキのエア圧を
検知するタイプも含む）５６，エンジンＥＣＵ４２，エ
マージェンシスイッチ（図示略），インジケータ６０，
パーキングブレーキスイッチ５９等がそれぞれ接続され
ており、各種の信号が入力されるようになっている（図
２参照）。

【００１７】また、エンジンＥＣＵ４２には、車速セン
サ５１，アクセル踏込量センサ５７，エンジン回転数セ
ンサ５８，変速機ＥＣＵ４１及びエキゾーストブレーキ
系６１等がそれぞれ接続されている。なお、アクセル踏
込量センサ５７はアクセルペダル８に付設される。そし
て、チェンジレバーユニット５を通じて手動シフトモー
ドが選択されると、変速機ＥＣＵ４１に設けられた手動
変速用遠隔操作制御部（図示略）を介して、チェンジレ
バーユニット５からの指令に基づいて、ギヤシフトユニ
ット３１やクラッチアクチュエータ２１が遠隔操作され
るようになっている。

【００１８】つまり、手動変速用遠隔操作制御部では、
手動シフトモード時に、チェンジレバーユニット５のチ
ェンジレバー５ａを手動操作するだけで、ギヤシフトユ
ニット３１及びクラッチアクチュエータ２１を遠隔操作
して、変速機本体３の要部及びクラッチ機構２を駆動し
ながら、クラッチ断，ギヤチェンジ，クラッチ接の動作
を制御するようになっている。

【００１９】また、チェンジレバー５ａを通じて自動シ
フトモードが選択されると、自動シフトモードを実施す
るようになっている。この自動シフトモード時には、変
速機ＥＣＵ４１に設けられた自動変速用遠隔操作制御部
（図示省略）を介して、各種の情報に基づきギヤシフト
ユニット３１及びクラッチアクチュエータ２１が遠隔操
作されるとともに、エンジンＥＣＵ４２を介して、各種
の情報に基づき電子ガバナ１１が遠隔操作されるように
なっている。

【００２０】次に、本発明の要部について説明すると、
図１に示すように、制御手段としての変速機ＥＣＵ４１
には、クラッチ２の切断時のクラッチストロークの目標
値を設定する目標値設定手段６１と、上記目標値設定手
段６１で設定されたクラッチストローク目標値となるよ
うにクラッチアクチュエータ２１に対する制御信号を設
定する制御信号設定手段６２とが設けられている。

【００２１】ここで、目標値設定手段６１は、クラッチ
切断時のクラッチ２の作動特性が書き込まれたマップが
格納されており、マップには図３に示すようなクラッチ
ストローク目標値が記憶されている。そして、チェンジ
レバーユニット５，車速センサ５１，アクセル踏込量セ
ンサ５７及びエンジン回転数センサ５８からの各種情報
に基づき、プロペラシャフトやドライブシャフト等の駆
動系に大きなエンジントルクが作用している状態下でク
ラッチ２の切断が実行されると判定された場合には、上
記目標値設定手段６１において、図３に線ｃで示すよう
な特性でクラッチストローク目標値が設定されるととも
に、制御信号設定手段６２において、上記クラッチスト
ローク目標値となるようにクラッチアクチュエータ２１
に制御信号が設定されるようになっている。

【００２２】なお、駆動系に大きなエンジントルクが作
用していない状態であれば、図３の線ｄで示すような特
性でクラッチ切断時のクラッチストローク目標値が設定
されるようになっているが、この場合は、通常のクラッ
チ断制御であり、一般的な特性（従来の技術で説明した
図５の線ａ参照）と同じであるので説明を省略する。一
方、上述のように駆動系に大きなエンジントルクが作用
している状態、即ち駆動系にねじれが生じている状態で
クラッチ２の断制御が実行される場合には、図３に示す
ように、目標値設定手段６１により所定ストローク位置
まではクラッチストローク目標値が急速に増加するよう
に設定され、所定ストローク以降は所定時間Ｔだけスト
ローク目標値を固定し、その後、クラッチストローク目
標値を増加するように設定される。なお、所定ストロー
クとは、駆動系のねじれが徐々に解放されるようなスト
ローク位置であって、本実施形態においては、クラッチ
切断時においてクラッチが滑り始める点、即ち、半クラ
ッチ領域が開始するストロークに設定されている。ま
た、クラッチストローク目標値の急速な増加とは、駆動
系にねじれが生じていない状態でクラッチを切断すると
きのクラッチストローク速度に相当し、本実施形態にお
いてはアクチュエータ２１の最大速度である。

【００２３】つまり、駆動系にエンジントルクが作用し
ている状態でのクラッチ切断時には、半クラッチ領域開
始点までは通常時のクラッチストローク速度（最大速
度）でクラッチアクチュエータ２１を作動させて速やか
に半クラッチ状態し、所定時間Ｔだけこの半クラッチ領
域開始点にクラッチストロークを保持するようになって
いる。そして、このように半クラッチ状態を保持するこ
とにより、この半クラッチ領域で駆動系のねじれを徐々
に解放してショックの発生を防止するようになってい
る。

【００２４】そして、所定時間経過後（即ち、駆動系の
ねじれ解放後）に、クラッチストローク目標値を再び増
加させることにより、速やかにクラッチ２の切断を終了
するようになっているのである。なお、本実施形態で
は、所定時間経過後も最大速度でクラッチアクチュエー
タ２１の作動速度が制御されるようになっている。ま
た、上記の所定時間（減衰時間ともいう）Ｔは、実験や
計算等により予め設定された時間（本実施形態において
は固定値）であって、駆動系のねじれが解放されるのに
十分な時間で、且つ極力短い時間に設定されている。

【００２５】本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装
置は、上述のように構成されているので、変速機ＥＣＵ
４１により駆動系にエンジントルクが作用している状態
下でクラッチ２の切断の必要性が判定されると、目標値
設定手段６１によりクラッチストロークの目標値が設定
されるとともに制御信号設定手段６２により上記クラッ
チストローク目標値となるようにクラッチアクチュエー
タ２１に対して制御信号が出力される。

【００２６】この場合、図３に示すように、半クラッチ
領域が開始される所定のストロークまでは目標クラッチ
ストロークを急速に増加させて、最大速度でアクチュエ
ータ２１を作動させる。そして、これ以降は、所定時間
Ｔだけストローク目標値を固定し、その後、再びクラッ
チストローク目標値を増加させる。これにより、クラッ
チ２が速やかに半クラッチ状態となる。また、所定時間
Ｔだけ半クラッチ状態にクラッチストロークを保持する
ことにより、駆動系のねじれが滑りながら徐々に解放さ
れて駆動系の振動が減衰し、ショックの発生を未然に防
止することができる。また、所定時間後に再びクラッチ
ストローク目標値を増加させることにより速やかにクラ
ッチ２が切断される。

【００２７】したがって、本発明のクラッチ制御装置に
よれば、クラッチ切断時のショックの発生を防止するこ
とができる利点があるとともに、ショックの発生を防止
するべくゆっくりとクラッチを切る手法（図５の線ｂ参
照）に対して、よりすばやくクラッチ２を切ることがで
き、急ブレーキ時等においてクラッチ２の切り遅れに起
因するのエンジンストールを防止することができる。

【００２８】なお、上述の実施形態において、減衰時間
Ｔは一定値として説明したが、この減衰時間Ｔを変速段
や車速やブレーキ操作等に応じて設定するようにしても
よい。また、上述では減衰時間Ｔを駆動系のねじれが解
放されるのに十分な時間として設定しているが、駆動系
のねじれが完全に解放されないような時間を減衰時間と
して設定することもできる。例えば半クラッチ領域で緩
やかにクラッチアクチュエータ２１を作動させて徐々に
駆動系のねじれを解放するように作動させてもよく、こ
のような場合には、ショックが生じない範囲内であれ
ば、駆動系のねじれが完全に解放されないような時間を
減衰時間として設定してもよい。

【００２９】次に、本発明の一実施形態に係るクラッチ
制御装置の変形例について説明すると、図４はその特性
を説明するための図である。なお、この変形例は、上述
の実施形態に対して、クラッチ２のストローク目標値の
設定が異なるのみであって、これ以外は上述した実施形
態と同様に構成されたものである。したがって、以下で
は上述の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００３０】この変形例では、目標値設定手段６１は、
図４に示すように、所定ストローク位置（半クラッチ開
始点）までは急激にクラッチストロークの目標値を増加
させ（通常時のストローク速度）、所定ストローク以降
は、減衰時間Ｔを設定することなく、それまでよりも緩
やかにクラッチストローク目標値を増加させるように設
定されている。

【００３１】つまり、半クラッチ領域開始点までは通常
時のストローク速度（最大速度）でクラッチアクチュエ
ータ２１を作動させて速やかに半クラッチ状態にして、
その後は、減衰時間Ｔを設定することなく、緩やかにク
ラッチを切ることで、減衰時間Ｔを設定しなくても、半
クラッチ領域内で駆動系のねじれが解放され、ショック
の発生を防止するようになっているのである。

【００３２】そして、このように設定した場合にも、上
述の実施形態と同様に、クラッチ切断時のショックの発
生を防止することができる利点があるほか、よりすばや
くクラッチ２を切ることができ、急ブレーキ時等におい
てクラッチ２の切り遅れに起因するのエンジンストール
を防止することができるという利点がある。なお、本発
明は、上述の実施形態及びその変形例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形す
ることができる。例えば、上述の実施形態及び変形例で
は、駆動系に大きなエンジントルクが作用している状態
下でクラッチを切るときに、駆動系の振動を減衰させる
べく図３の線ｃ又は図４の線ｅに示すような特性でクラ
ッチ切断制御が実行されるようになっているが、クラッ
チ２の切断時には、常に、図３の線ｃ又は図４の線ｅに
示すような特性でクラッチアクチュエータ２１を作動さ
せてクラッチ２を切断してもよい。

【００３３】さらに、上述の実施形態では、クラッチ２
が滑り始める点（半クラッチ開始点）を所定ストローク
（減衰点）として設定しているが、この所定ストローク
は少なくとも半クラッチ領域にあればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のクラッチ
制御機構によれば、クラッチの切断時には、クラッチス
トローク目標値を所定ストロークまでは急速に増加さ
せ、上記所定ストローク以降は所定時間ストローク目標
値を固定し、その後、上記クラッチストローク目標値を
増加させたり（請求項１）、或いは上記クラッチストロ
ーク目標値を所定ストロークまでは比較的急速に増加さ
せ、上記所定ストローク以降は比較的緩やかに増加させ
たり（請求項２）することにより、クラッチ切断時に駆
動系のねじれが解放されることに起因するショックを防
止することができるという利点がある。また、すばやく
クラッチを切ることができ、急ブレーキ時等においてク
ラッチの切り遅れに起因するのエンジンストールを防止
することができるという利点がある。

【００３５】また、所定ストロークを半クラッチ領域に
設定する（請求項３）ことにより、この半クラッチ領域
で駆動系のねじれを徐々に且つ確実に解放することがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御機構
の要部機能を示す模式的なブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御機構
が適用されるクラッチ機構及び機械式自動変速機の要部
機能に着目して示す模式図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御機構
の特性を説明するための図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御機構
の変形例の特性を説明するための図である。

【図５】従来の技術について説明するための図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クラッチ ２１ クラッチアクチュエータ ４１ 制御手段としての変速機ＥＣＵ ６１ 目標値設定手段 ６２ 制御信号設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 剛 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 小木 治 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 白沢 敏邦 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 塩野 幸彦 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J057 AA02 BB02 GA37 GB02 GB05 GB12 GB14 GB26 GB27 GB30 GB36 GE07 HH02 JJ01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと駆動系との間に介装されたク
   ラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、 上記クラッチアクチュエータを制御する制御手段とをそ
   なえ、 上記制御手段は、 上記クラッチのストローク目標値を設定する目標値設定
   手段と、 上記クラッチの実ストロークが上記目標値設定手段によ
   り設定されたクラッチストローク目標値となるように上
   記クラッチアクチュエータに対する制御信号を設定する
   制御信号設定手段とをそなえるとともに、 上記目標値設定手段は、 上記クラッチの切断時には、上記クラッチストローク目
   標値を所定ストロークまでは増加させ、上記所定ストロ
   ーク以降は所定時間ストローク目標値を固定し、その
   後、上記クラッチストローク目標値を増加させることを
   特徴とする、クラッチ制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンと駆動系との間に介装されたク
   ラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、 上記クラッチアクチュエータを制御する制御手段とをそ
   なえ、 上記制御手段は、 上記クラッチストロークの目標値を設定する目標値設定
   手段と、 上記クラッチの実ストロークが上記目標値設定手段によ
   り設定されたクラッチストローク目標値になるように上
   記クラッチアクチュエータに対する制御信号を設定する
   制御信号設定手段をそなえるとともに、 上記目標値設定手段は、 上記クラッチの切断時には、上記クラッチストローク目
   標値を所定ストロークまでは比較的急速に増加させ、上
   記所定ストローク以降は比較的緩やかに増加させること
   を特徴とする、クラッチ制御装置。
3. 【請求項３】 上記所定ストロークは半クラッチ領域に
   設定されていることを特徴とする、請求項１又は２記載
   のクラッチ制御装置。