JP2004270749A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ接時にクラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる時間が短くなり、変速時間の短縮が図れるクラッチ制御装置を提供する。
【解決手段】摩擦式のクラッチ装置３をエアシリンダユニット１６で断接駆動すると共に、該エアシリンダユニット１６に対する加圧エアの給排制御を行って前記クラッチ装置３を断接制御するクラッチ制御装置において、前記エアシリンダユニット１６に対し加圧エアを給，排するエア通路３０，３３にクラッチ断接時に開閉される電磁弁３１，３４を介装し、この電磁弁３１，３４をクラッチ断時に作動させてクラッチストロークをクラッチ断点で停止させるストローク制御手段を変速機用電子制御ユニット８０に設けた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等を搭載した車両のクラッチ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型車用の自動変速機ではトルクコンバータが用いられるが、バスやトラック等の大型車にあっては、駆動トルクが大きいためトルクコンバータによる駆動トルク伝達は困難である。
【０００３】
このため、大型車では、手動変速機と同様の機械式の変速機と、自動的に断接可能な摩擦式のクラッチ装置とを有した自動変速機が一般に用いられている。この様な自動変速機によれば、変速タイミングに合わせてクラッチを自動的に断接しつつ自動変速を行える。
【０００４】
また、この種自動変速機では、摩擦式のクラッチ装置を流体圧アクチュエータで断接駆動すると共に、該流体圧アクチュエータに対する流体圧の給排制御を行って前記クラッチ装置を断接制御するクラッチ制御装置を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３５９４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したようなクラッチ制御装置にあっては、クラッチ断時に、例えば図４に示すように、流体圧アクチュエータに流体圧が供給されることで切断されるクラッチ装置において、流体圧供給通路に介装した電磁弁Ａをクラッチ断開始からクラッチ接開始までＯＮして流体圧アクチュエータに流体圧を供給し続けるようになっている。
【０００７】
そのため、クラッチ（板）はクラッチ断点を通過してフルストローク位置までストロークし、フルストローク時の流体圧アクチュエータ内の流体圧が高くなることから、クラッチ接時に、電磁弁ＡをＯＦＦして流体圧を排出しクラッチがストロークするまで時間がかかり（図中ａ区間参照）、かつフルストローク位置から流体圧排出通路に介装した電磁弁ＢがＯＮ／ＯＦＦを開始する半クラッチ待機点までのストロークが長くなる（図中ｂ区間参照）。この結果、半クラッチ制御時に、クラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる際、時間がかかり、変速時間が長くなるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、クラッチ接時にクラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる時間が短くなり、変速時間の短縮が図れるクラッチ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための、本発明の請求項１に係るクラッチ制御装置は、摩擦式のクラッチ装置を流体圧アクチュエータで断接駆動すると共に、該流体圧アクチュエータに対する流体圧の給排制御を行って前記クラッチ装置を断接制御するクラッチ制御装置において、前記流体圧アクチュエータに対し流体圧を給，排する通路にクラッチ断接時に開閉される弁装置を介装し、この弁装置をクラッチ断時に作動させてクラッチストロークをクラッチ断点で停止させるストローク制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、クラッチ断時にクラッチストロークをフルストロークさせずに済み、クラッチ接時にクラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる時間が短くなり、変速時間の短縮が図れる。
【００１１】
本発明の請求項２に係るクラッチ制御装置は、前記クラッチ装置は、前記流体圧アクチュエータに流体圧が供給されることで切断されものであって、前記弁装置は、前記流体圧アクチュエータに流体圧を給，排する通路に介装された三方電磁弁と、該三方電磁弁の流体圧排出口に接続した通路に介装された電磁弁であって、クラッチ断時には、前記三方電磁弁と電磁弁とが共にＯＮされて流体圧の供給を開始すると共にクラッチ断点で前記三方電磁弁をＯＦＦして流体圧の供給を停止する一方前記電磁弁をＯＮし続けて流体圧の排出を停止することを特徴とする。
【００１２】
これにより、通常用いられる電磁弁装置の簡単な制御で請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００１３】
また、請求項１又は２のクラッチ制御装置において、クラッチストロークをクラッチ断点で止めやすくするため、流体圧通路（弁装置も含む）に絞りを入れてストロークスピードを遅くするように構成すると好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るクラッチ制御装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
［実施例］
図１は本発明の一実施例によるクラッチ制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略図、図２は同じく電磁弁とクラッチストロークのタイミングチャート、図３は同じくストローク制御のフローチャートである。
【００１６】
図１に示すように、トラック、バスなどの車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１の出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車式変速機（以下、単に変速機という）４に接続されている。これにより、エンジン１の出力が変速機４に伝達され、この変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段の他に例えば前進７段の変速段（１速段〜７速段）を有した自動変速式の変速機である。クラッチ装置３は、変速機４が自動変速される際には、これに伴い自動的に断接制御されるように構成されている。
【００１７】
エンジン１には、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ６には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置（コントロールラック位置）ＲＷを検出するラック位置センサ９が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に基づきエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ（エンジン回転数検出手段）８が付設されている。
【００１８】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を、自動で実施可能としたものである。つまり、クラッチ板１２には、アウタレバー１３を介し、クラッチ断接用の流体圧アクチュエータとして機能するエアシリンダユニット１６が接続されている。そして、このエアシリンダユニット１６の圧力室には、エア供給通路であるエア通路３０、三方電磁弁（ＭＶＸＹ）３１を介してエアタンク３２が接続されている。一方、エアシリンダユニット１６の大気開放室（リターンスプリングが介装されている）は、エア通路３３、電磁弁（ＭＶＳＴ）３４を介して前記三方電磁弁３１のエア排出口に通じている。従って、三方電磁弁３１及び電磁弁３４のＯＮ・ＯＦＦ制御により、エアシリンダユニット１６が自動的に作動し、これにより、クラッチ板１２が移動してクラッチの断接が自動的に実施される。
【００１９】
詳しくは、三方電磁弁３１がＯＮされてエアシリンダユニット１６の圧力室にエアタンク３２からの加圧エア（流体圧）が供給されると、エアシリンダユニット１６の伸長作動でアウタレバー１３が図中時計方向に回動する。これにより、クラッチ板１２がフライホイール１０から離間する方向に移動し、クラッチ装置３は接続状態から切断状態に変化する。一方、三方電２磁弁３１と電磁弁３４がＯＦＦされてエアシリンダユニット１６の圧力室内の加圧エアがエア通路３０，３３より大気に開放（エアシリンダユニット１６の大気開放室を経て外部に排出）されると、エアシリンダユニット１６の収縮作動でアウタレバー１３が図中反時計方向に回動する。これにより、クラッチ板１２がフライホイール１０に接近する方向に移動し、クラッチ装置３は切断状態から接続状態に変化する。この接続状態はプレッシャスプリング１１により保持される。尚、この自動によるクラッチの断接は、上述したように、変速機４の自動変速に合わせて行われる。
【００２０】
アウタレバー１３には、リンク機構を介してクラッチの断接状態を検出するクラッチストロークセンサ１７が取り付けられている。また、変速機４の入力軸２０上には、入力軸２０の回転数、即ちクラッチ回転数を検出するクラッチ回転センサ２２が付設されている。
【００２１】
チェンジレバー６０は、変速機４のレンジ切換え用のセレクトレバーである。そして、このチェンジレバー６０には、変速段選択スイッチ６２が接続されている。この変速段選択スイッチ６２は、チェンジレバー６０が操作されたときにチェンジレバー６０のレンジ位置（パーキングレンジ（Ｐレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）等）を検出するものである。変速段選択スイッチ６２は変速機用電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０に接続されており、また、後述するように、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、即ちギヤ位置を切り換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。これにより、各レンジの検出信号が変速段選択スイッチ６２からＥＣＵ８０に供給されると、この信号に応じてギヤシフトユニット６４が作動し、変速機４のギヤ位置が切り換えられるようになっている。
【００２２】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する複数の電磁弁（図１では一つのみ示した）６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させる複数のパワーシリンダ（図示せず）とを有している。ギヤシフトユニット６４のこれらのパワーシリンダは、前記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されており、従って、エアタンク３４から加圧エアが供給されることにより作動する。つまり、前記電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、各パワーシリンダが作動信号に応じて作動し、これにより歯車式変速機４の噛み合い状態が適宜変更される。
【００２３】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍あるいはギヤシフトユニット６４内には、各変速段を検出するギヤ位置センサとしてのギヤ位置スイッチ６８が付設されており、このギヤ位置スイッチ６８からは現在のギヤ位置信号がＥＣＵ８０に向けて出力される。また、変速機４の出力軸７６上には、出力軸７６の回転数により車速Ｖを検出する車速センサ７８が付設されている。
【００２４】
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）を示している。このＥＣＵ８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報や図示しないアクセル開度センサからのアクセル開度ＶＡ情報等に応じたＥＣＵ８０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。即ち、ＥＣＵ８２から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料の増減操作が実施され、エンジン回転数Ｎｅの増減が制御される。
【００２５】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力信号処理回路としてのインタフェイスとで構成される。ＥＣＵ８０の入力側には、上述のエンジン回転センサ８とラック位置センサ９がＥＣＵ８２を介して接続されると共に、クラッチストロークセンサ１７、クラッチ回転センサ２２、変速段選択スイッチ６２、ギヤ位置スイッチ６８、車速センサ７８等がそれぞれ接続されており、これら各センサ等からの情報が入力される。
【００２６】
一方、ＥＣＵ８０の出力側には、上述の三方電磁弁３１、電磁弁３４，６６、ＥＣＵ８２等が接続されている。ところで、ＥＣＵ８０のメモリは、図示しないフローチャートをプログラムやデータとして書き込んだ読み出し専用のＲＯＭと書き込み可能なＲＡＭとで構成されている。
【００２７】
例えば、ＲＯＭには、レンジ位置がＤレンジとされているとき、車速Ｖ、アクセル開度ＶＡやエンジン回転数Ｎｅの各値に基づいて目標変速段を決定するためのシフトマップ（図示せず）が記憶されている。従って、レンジ位置がＤレンジのときには、このシフトマップから車速Ｖ、アクセル開度ＶＡ或いはエンジン回転数Ｎｅに基づいて目標変速段が決定される。そして、ＥＣＵ８０は、この目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与え、目標変速段にギヤを合わせることになる。これにより、自動変速制御が実施される。
【００２８】
ところで、上述したように、ＥＣＵ８０により自動変速制御が実施されると、この自動変速制御の実施に合わせてクラッチ装置３の断接操作が行われるのであるが、この際、クラッチ断時には、前記ＥＣＵ８０によりストローク制御が行われるのである（ストローク制御手段）。
【００２９】
詳細には、図２のタイミングチャートと図３のフローチャートに示すように、前記ＥＣＵ８０は、クラッチ断時には、前記エア通路３０に介装した三方電磁弁３１と該三方電磁弁３１の大気開放口に接続したエア通路３３に介装された電磁弁３４とが共にＯＮされて加圧エアの供給を開始する（図３のステップＰ１参照）と共に、クラッチ断点（クラッチが切断するストロークで、これはクラッチストロークセンサ１７により検出する）で前記三方電磁弁３１をＯＦＦして加圧エアの供給を停止する（図３のステップＰ２〜ステップＰ３参照）一方、前記電磁弁３４をＯＮし続けて加圧エアの排出を停止するようになっている。
【００３０】
そして、クラッチ接時には、前記電磁弁３４をＯＦＦして加圧エアの排出を開始すると共に、半クラッチ待機点（半クラッチを開始するストロークで、これはクラッチストロークセンサ１７により検出する）から同電磁弁３４をＯＮ／ＯＦＦ（デューティー制御）させて半クラッチ制御するようになっている。
【００３１】
このようにして、本実施例では、クラッチ断時には、三方電磁弁３１と電磁弁３４をＯＮし、クラッチ断点で前記三方電磁弁３１をＯＦＦするようにしたので、クラッチ断時にクラッチストロークをクラッチ断点でストップさせてフルストロークさせずに済む。これにより、エアシリンダユニット１６の圧力室内の加圧エアの圧力はフルストローク時より小さくなると共に、クラッチ接時にクラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる時間が短くなり（図２中ｃ区間参照）、変速時間の短縮が図れる。
【００３２】
また、三方電磁弁３１と電磁弁３４は、通常用いられる電磁弁装置であって、ＥＣＵ８０はこれらを簡単に制御することができる。
【００３３】
尚、上記実施例において、クラッチストロークをクラッチ断点で止めやすくするため、三方電磁弁３１上流のエア通路３０に絞りを入れてストロークスピードを遅くするように構成しても良い。
【００３４】
また、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲でエア通路３０，３３及び電磁弁３１，３４の構造変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、流体圧アクチュエータに対し流体圧を給，排する通路にクラッチ断接時に開閉される弁装置を介装し、この弁装置をクラッチ断時に作動させてクラッチストロークをクラッチ断点で停止させるストローク制御手段を設けたので、クラッチ断時にクラッチストロークをフルストロークさせずに済み、クラッチ接時にクラッチストロークを半クラッチ待機点までストロークさせる時間が短くなり、変速時間の短縮が図れる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、前記流体圧アクチュエータに流体圧が供給されることで切断されるクラッチ装置において、クラッチ断時には、前記流体圧アクチュエータに流体圧を給，排する通路に介装された三方電磁弁と該三方電磁弁の流体圧排出口に接続した通路に介装された電磁弁とが共にＯＮされて流体圧の供給を開始すると共に、クラッチ断点で前記三方電磁弁をＯＦＦして流体圧の供給を停止する一方前記電磁弁をＯＮし続けて流体圧の排出を停止するので、通常用いられる電磁弁装置の簡単な制御で請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるクラッチ制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】同じく電磁弁とクラッチストロークのタイミングチャートである。
【図３】同じくストローク制御のフローチャートである。
【図４】従来の電磁弁とクラッチストロークのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン、２ 出力軸、３ クラッチ装置、４ 歯車式変速機、６ 燃料噴射ポンプ、８ エンジン回転センサ、９ ラック位置センサ、１０フライホイール、１１ プレッシャスプリング、１２ クラッチ板、１３ アウタレバー、１６ エアシリンダユニット、１７ クラッチストロークセンサ、２０ 入力軸、２２ クラッチ回転センサ、３０ エア通路、３１ 三方電磁弁（ＭＶＸＹ）、３２ エアタンク、３３ エア通路、３４ 電磁弁（ＭＶＳＴ）、６０ チェンジレバー、６２ 変速段選択スイッチ、６４ ギヤシフトユニット、６６ 電磁弁、６７ エア通路、６８ ギヤ位置スイッチ、７６ 出力軸、７８ 車速センサ、８０ 変速機用電子制御ユニット（ＥＣＵ）、８２ エンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (2)

1. 摩擦式のクラッチ装置を流体圧アクチュエータで断接駆動すると共に、該流体圧アクチュエータに対する流体圧の給排制御を行って前記クラッチ装置を断接制御するクラッチ制御装置において、
   前記流体圧アクチュエータに対し流体圧を給，排する通路にクラッチ断接時に開閉される弁装置を介装し、
   この弁装置をクラッチ断時に作動させてクラッチストロークをクラッチ断点で停止させるストローク制御手段を設けたことを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記クラッチ装置は、前記流体圧アクチュエータに流体圧が供給されることで切断されものであって、
   前記弁装置は、前記流体圧アクチュエータに流体圧を給，排する通路に介装された三方電磁弁と、該三方電磁弁の流体圧排出口に接続した通路に介装された電磁弁であって、クラッチ断時には、前記三方電磁弁と電磁弁とが共にＯＮされて流体圧の供給を開始すると共にクラッチ断点で前記三方電磁弁をＯＦＦして流体圧の供給を停止する一方前記電磁弁をＯＮし続けて流体圧の排出を停止することを特徴とする請求項１記載のクラッチ制御装置。

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