JP2005028902A - 操作力アシスト制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は操作力アシスト制御装置に係り、車両速度等の車両のその時の情況に応じて最適のアシスト力を発生させて、クラッチ操作の違和感を無くするようにすることを課題とする。
【解決手段】装置本体１１と、アシスト力を発生する油圧ポンプ８０と、これを駆動するモータ７０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００と、電子制御装置２５０と、車速センサ２６１と、オイル温度センサ２６２と、バッテリ電圧センサ２６３とを有する。電子制御装置２５０には、モータ駆動信号のデューティ比を表す三元マップが記憶してある。車両の速度が高速である場合には、電子制御装置２５０は、車速センサ２６１からの信号を受けて、通常より低いデューティ比のモータ駆動信号を出力し、クラッチ操作が通常より重くなるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】装置本体１１と、アシスト力を発生する油圧ポンプ８０と、これを駆動するモータ７０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００と、電子制御装置２５０と、車速センサ２６１と、オイル温度センサ２６２と、バッテリ電圧センサ２６３とを有する。電子制御装置２５０には、モータ駆動信号のデューティ比を表す三元マップが記憶してある。車両の速度が高速である場合には、電子制御装置２５０は、車速センサ２６１からの信号を受けて、通常より低いデューティ比のモータ駆動信号を出力し、クラッチ操作が通常より重くなるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操作力アシスト制御装置に係り、特に、四輪車、二輪車、産業用車両等のクラッチ操作を必要とする車両に適用されて、クラッチ操作をアシストするクラッチ操作力アシスト制御装置に関する。
【０００２】
クラッチをきる操作は、四輪車、産業用車両等においては運転者がクラッチペダルを踏むことによってなされ、二輪車では運転者がクラッチレバーを握ることによってなされる。近年、エンジンの馬力の向上及びクラッチ機構の改善等によって、クラッチ機構内には従来よりも強いばね部材が組み込まれるようになってきており、クラッチをきる操作に強い力が必要になってきている。このため、特に、クラッチ操作を頻繁に行う車両の運転或いは長時間の運転の場合、又は操作力の弱い運手者の場合には、クラッチ操作が負担となってきている。
【０００３】
【従来の技術】
この問題を解決するために、クラッチ操作をアシストするクラッチ操作力アシスト制御装置が種々提案され、実用化されている。従来のクラッチ操作力アシスト制御装置は、発生する補助力が一定であるようになっており、運転者がクラッチペダルを踏む操作力に対する発生する補助力の比（以下これをアシスト比という）が所定の値となる構成である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６４３４００号公報（第３頁及び第４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のクラッチクラッチ操作力アシスト制御装置は、発生する補助力が一定であり、可変できない構成であるため、以下のような問題があった。
【０００６】
▲１▼運転者が長時間運転を続けて疲労度が増すと、クラッチペダルを踏む操作が重く感じるようになってしまう。
【０００７】
▲２▼車両の走行速度が高い速度域である場合には、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも軽く感じるようになり、場合によっては、意図しないクラッチ操作が行われて、車両の走行安定性が損なわれてしまう虞れがある。
【０００８】
また、二輪車の場合にはクラッチレバーが風圧を受けるため、二輪車の速度が高速度域である場合には、強い風圧によってクラッチレバーが動かされてしまう虞もある。
【０００９】
▲３▼例えば寒冷地等においてオイルの温度が低くてオイルの粘度が高い状況にあっては、発生する補助力が低下し、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも重く感じるようになってしまう。
【００１０】
▲４▼バッテリの電圧が低下していた場合には、発生する補助力が低下し、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも重く感じるようになってしまう。
【００１１】
上記のようにそのときの車両の状況によっては、運転者はクラッチの操作に違和感（不自然さ）を感じるようになってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決した操作力アシスト制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
該車両の状況を検出する車両状況検出センサと、
該車両状況検出センサの情報に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
車両の状況に応じて、上記補助力の強さを変えるようにしたものである。
【００１４】
車両の状況に応じて補助力の強さがかわることによって、運転者は、操作をより自然に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、車両の走行速度を検出して車両速度信号を出力する車速センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該車速センサが車両の走行速度が高速である旨の車両速度信号を出力している場合には、通常のデューティ比とは相違するデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００１６】
車両の種類に応じて、高速で走行中には、デューティ比を通常より低くして、補助力を弱くして、クラッチ操作を重くしたり、逆に、デューティ比を通常より高くて、補助力を強めて、クラッチ操作を軽くするようにすることが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、上記媒体がオイルであり、且つ車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、オイルの温度を検出してオイル温度信号を出力するオイル温度センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該オイル温度センサがオイルの温度が低温である旨のオイル温度信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００１８】
モータ駆動信号のデューティ比を高めることは、オイルの温度が低くて粘度が高くなって発生する油圧が低くなってしまうことを補うように作用する。即ち、オイルの温度が低い場合でも、クラッチ操作は重くはならない。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、バッテリの電圧を検出してバッテリ電圧信号を出力するバッテリ電圧センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該バッテリ電圧センサがバッテリの電圧が低い旨のバッテリ電圧信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００２０】
モータ駆動信号のデューティ比を高めることは、バッテリの電圧が低くてモータの駆動が弱くて発生する油圧が低くなってしまうことを補うように作用する。即ち、バッテリの電圧が低い場合でも、クラッチ操作は重くはならない。
【００２１】
請求項５の発明は、モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
手動操作される調整部と、
該調整部の操作に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
該調整部を操作することによって、上記補助力の強さが変わるようにしたものである。
【００２２】
例えば、運転者が疲れを感じてきた場合に、調整部を操作して補助力を強くすることによって、操作が軽く感じるようになって、車両の運転を継続することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例になるクラッチ操作力アシスト制御装置１０を示す。クラッチ操作力アシスト制御装置１０は、装置本体１１と、電動モータ７０と、油圧ポンプ８０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００と、電子制御装置２５０と、デューティ比可変操作部２６０と、車速センサ２６１と、オイル温度センサ２６２と、バッテリ電圧センサ２６３とを有する構成である。電動モータ７０は直流式モータであって駆動信号のデューティ比に応じて実作動時間が相違するものであり、モータ駆動回路１００は所定のデューティ比のモータ駆動信号を出力するものである。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０、車速センサ２６１、バッテリ電圧センサ２６３を除いて、まとまってユニット化されており、且つ、汎用化されており、車両等への取り付けが容易である。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、車両のエンジン（共に図示せず）とは独立しており、車両の適当な場所、即ち、操作力の伝達経路についてみるとクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１とクラッチ装置１２０との間の場所に取り付けられて使用される。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０はユニット化されており小型であるので、二輪車への搭載も可能である。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、後述するように、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにモータ７０が始動して油圧ポンプ８０が駆動され、油圧を発生させ、この油圧によって装置本体１１が動作してクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１の操作力をアシストして、クラッチ装置１２０が切れるようになっている。クラッチ装置１２０は、エンジン側の軸１２１に固定してあるクラッチ板１２２と、車輪側の軸１２３に固定してあるクラッチ板１２４と、クラッチレリーズシリンダ機構１２５とを有する一般的な構成である。
【００２４】
先ず、装置本体１１について説明する。
【００２５】
装置本体１１は、メインシリンダ１２と、出力シリンダ２０と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。
【００２６】
メインシリンダ１２は、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側にプライマリピストン用のシリンダ部１３を有し、Ｘ１側にセカンダリピストンの第１のピストン部用のシリンダ部１４を有する。シリンダ部１３の内径はＤ１、シリンダ部１４の内径はＤ２である。Ｄ１はＤ２の略１／２である。１５はシリンダ部１３の内部とシリンダ部１４の内部との間の段部である。シリンダ部１３には、その略中央部に油圧逃がし孔１６が、シリンダ部１４には、段部１５の近くに油圧供給孔１７が、略中央部にオイル用の孔１８，１９が形成してある。シリンダ部１３，１４の内径部には、電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２７】
出力シリンダ２０は、電気的に導通のある金属材料製であり、セカンダリピストン用の第２のピストン部用のシリンダ部２１と、Ｘ１側の出力ポート２２とを有する。シリンダ部２１のうちＸ２側の場所には、オイル残圧抜き孔２３が形成してある。シリンダ部２１の内径はＤ３である。Ｄ３はシリンダ部１４の内径Ｄ２の略１／２であり、この関係が発生したアシスト力を倍力する。出力シリンダ２０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１４の内部に嵌合して、且つ、メインシリンダ１２と電気的に導通した状態で固定してある。
【００２８】
装置本体１１が車体に取り付けられた状態で、出力シリンダ２０は車体の一部と電気的に接続されてアースされる。
【００２９】
プライマリピストン３０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、直径がＤ１であり、中央部に細径部３１を有し、Ｘ１側の端面３２の中心と細径部３１の周面との間をつなぐＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４が形成してある。３４ａは貫通孔３４の端面３２への開口である。プライマリピストン３０は、端面３２，３３を除いて周面に電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００３０】
端面３２には、環状のピストンスイッチ接触部品６０が固定してある。端面３３には、プッシュロッド受け部材３５が固定してある。部品６０及び部材３５は共に電気的に導通のある金属材料製である。ピストンスイッチ接触部品６０は、端面３２より寸法ａ突き出ている。また、プライマリピストン３０には、シール３６，３７が嵌合してある。
【００３１】
プライマリピストン３０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１３内に嵌合してあり、ストッパリング部材３９によって脱落を制限されている。細径部３１の周囲には、筒状の空間３８が形成されている。
【００３２】
貫通孔３４、空間３８、及び孔１６が、油圧開放経路２００を形成する。
【００３３】
セカンダリピストン４０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側に直径がＤ２である第１のピストン部４１を有し、Ｘ１側に直径がＤ３である第２のピストン部４２を有する。第１のピストン部４１のＸ２側に後述する第１の加圧室１０５を形成するための凹段部４１ａが形成してある。第１のピストン部４１と第２のピストン部４２との間の部分は、直径がＤ３より細い。ピストン部４１、４２には、シール４３，４４が嵌合してある。Ｄ２はＤ３の略２倍であり、第１のピストン部４１の断面積Ｓ２は第２のピストン部４２の断面積Ｓ３の略４倍であり、この関係がアシスト力を倍力する。
【００３４】
第１のピストン部４１よりＸ２側に、円柱部４５が突き出ている。この円柱部４５の直径はＤ４であり、Ｄ１より少し短い。この円柱部４５の内部の空間４６内に、図２に併せて示すように、シールバルブ体５０が組み込まれている。シールバルブ体５０は、Ｘ２側に、シール部５１を有する。シール部５１は、環状のピストンスイッチ接触部品６０の内径よりも小さく、且つ開口３４ａを塞ぎうるサイズであり、電気絶縁性を有するゴム製或いは合成樹脂製である。シールバルブ体５０は、バックスプリング５２によってＸ２方向に押されてストッパ部４７に当っており、シール部５１は円柱部４５の端面４５ａよりＸ２方向に寸法ｂ突き出ている。寸法ｂと前記の寸法ａとは、ａ＜ｂの関係にある。（ｂ−ａ）は僅かである。また、シールバルブ体５０及びプライマリピストン３０の端面３２が油圧開放経路用弁２１０を構成する。
【００３５】
セカンダリピストン４０は、第１のピストン部４１がメインシリンダ１２のシリンダ部１４に嵌合し、第２のピストン部４１が出力シリンダ２０に嵌合し、円柱部４５がシリンダ部１３に緩く嵌合している。円柱部４５の周囲には筒状の空間４８が形成されている。セカンダリピストン４０はリターンスプリング４９によってＸ２方向に移動されており、段部１５に当っている。凹段部４１ａとシリンダ部１４の隅の部分とによって第１の加圧室１０５が形成されており、第２のピストン部４２と出力シリンダ２０とによって第２の加圧室１０６が形成されている。第１の加圧室１０５は初期状態での加圧室である。油圧供給孔１７は初期状態での第１の加圧室１０５と連通している。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１の加圧室１０５の形状が変化する。即ち、図７（Ａ）に示すように、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１のピストン部４１が段部１５から離れて、室１０５と空間４８とが連通して、第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００３６】
シリンダ部１３の内部で、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４５ａとが接近して対向している。プライマリピストン３０、ピストンスイッチ接触部品６０、及びセカンダリピストン４０は、クラッチ操作検出スイッチ２１１を構成する。セカンダリピストン４０は、リターンスプリング４９及び出力シリンダ２０を介して車体の一部と電気的に接続されている。
【００３７】
ここで、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４５ａとの間の距離を、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０との間の実距離Ｈという。
【００３８】
ここで、実距離Ｈを変化させた場合の検出スイッチ２１１と油圧開放経路用弁２１０との動作について説明する。
【００３９】
図４（Ａ）に線Ｉで示すように、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０に接近して実距離Ｈが短くなる方向に変化するときには、実距離Ｈが寸法ｂになると開口３４ａがシール部５１によって塞がれて油圧開放経路用弁２１０が閉じられ（図４（Ｂ）参照）、実距離Ｈが更に短くなって寸法ａになると、油圧開放経路用弁２１０は閉じられたままで（図４（Ｂ）参照）、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４５ａとが接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が始動される（図４（Ｄ）参照）。
【００４０】
モータ７０が始動されと油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａに送り込まれ、油圧が第１のピストン部４１に作用してＸ１方向のアシスト力を発生させる。
【００４１】
図４（Ａ）に線ＩＩで示すように、セカンダリピストン４０がプライマリピストン３０から離れて実距離Ｈが長くなる方向に変化するときには、先ず、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４５ａとが離れて、検出スイッチ２１０が開かれ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が停止され（図４（Ｄ）参照）、油圧開放経路用弁２１０は依然として閉じられたままとされる（図４（Ｂ）参照）。セカンダリピストン４０が更にＸ１方向に移動されて実距離Ｈが寸法ｂを越えると、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ（図４（Ｂ）参照）、開口３４ａが開かれて油圧開放経路２００が開かれる。
【００４２】
油圧開放経路２００が開かれると、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧が油圧開放経路２００を通って外部に逃がされ、セカンダリピストン４０は第２の加圧室１０６で発生している油圧とリターンスプリング４９によって今度はＸ２方向に移動される。
【００４３】
よって、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０とは、実距離Ｈが寸法ａと略寸法ｂとの間の限られた僅かの範囲内に留まるように、相対的な位置が維持される。
【００４４】
図１において、モータ７０は通常は停止しており、始動されると油圧ポンプ８０を駆動する。
【００４５】
プッシュロッド１１２は、受け部材３５に当っており、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにＸ１方向に移動されて、プライマリピストン３０をＸ１方向に押す。
【００４６】
油圧ポンプ８０は、孔１９と孔１７とをつなぐ配管８１の途中に設けてある。油圧ポンプ８０と孔１７との間には逆止弁８２が設けてある。オイルタンク９０は、孔１６と孔１８とをつなぐ配管９１の途中に設けてある。オイルタンク９０と孔１８との間に、フィルタ９２が設けてある。配管９１と配管８１とは、孔１８、シリンダ部１４の内部空間、孔１９を通って連通してある。オイルは、アシスト力発生の他に、シリンダ部１４の内部を潤滑するため及びシリンダ部１３の内部を潤滑するためにも利用される。
【００４７】
モータ駆動回路１００は、通常は、図１に符号ｉ０．７で示すように、デューティ比が０．７であるモータ駆動信号を出力し、また、後述するように、車両の状況に応じて、デューティ比が基本の０．７から増加する方向或いは減少する方向に少し変化したデューティ比のモータ駆動信号を出力する。
【００４８】
デューティ比可変操作部２６０は、操作ノブ２６０ａを有し、この操作ノブ２６０ａを操作することによってモータ駆動信号のデューティ比が調整される。
【００４９】
車速センサ２６１は車両の走行速度を検出して車両速度信号Ｖを出力する。オイル温度センサ２６２はオイルタンク９０内のオイルの温度を検出してオイル温度信号Ｔｃを出力する。バッテリ電圧センサ２６３は車両に搭載してあるバッテリの出力電圧を検出してバッテリ出力電圧信号Ｅを出力する。
【００５０】
電子制御装置２５０は、車両の状況に応じてモータ駆動信号のデューティ比を決定する働きを有する。この電子制御装置２５０は、インターフェース２５１、ＣＰＵ２５２、ＲＯＭ２５３を有する。ＲＯＭ２５３には、モータ駆動信号のデューティ比を表す三元マップ（図示せず）が記憶されている。三元マップの一つの軸は車速Ｖ、別の軸はオイル温度Ｔｃ、更に別の軸はバッテリ電圧Ｅである。車速Ｖ、オイル温度Ｔｃ、バッテリ電圧Ｅが共に通常である場合のデューティ比は０．７である。車両の走行速度Ｖが高い速度では、デューティ比は０．７より少し低い０．６である。オイル温度Ｔｃが異常に低温である場合には、デューティ比は０．７より少し高い０．８である。バッテリ電圧Ｅが異常に低い場合には、デューティ比は０．７より少し高い０．８である。
【００５１】
次に、車両の運転者がクラッチ装置１２０をきるべくクラッチペダル１１０を踏み込んだときの、上記構成のクラッチ操作力アシスト制御装置１０の操作力アシスト動作について説明する。
【００５２】
クラッチペダル１１０を踏み込む前は、クラッチ操作力アシスト制御装置１０及びクラッチ装置１２０は図１、図２、図６（Ａ）に示す状態にある。
【００５３】
図５はクラッチペダル１１０を通常に深く踏み込んだときのクラッチ操作力アシスト制御装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。
【００５４】
運転者がクラッチペダル１１０を通常に踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に一気に移動され、セカンダリピストン４０もプライマリピストン３０によって押されると共にアシスト力によってＸ１方向に一気に移動され、第２の加圧室１０６からの油圧によってクラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ装置１２０が切れる。
【００５５】
図６（Ａ）乃至（Ｃ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）はクラッチ操作力アシスト制御装置１０の動作を説明する図である。
【００５６】
運転者がクラッチペダル１１０を踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に移動され、先ずは、図６（Ｂ）に示すように開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、続いて、図６（Ｃ）に示すようにピストンスイッチ接触部品６０が端面４５ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ駆動回路１００がデューティ比が０．７であるモータ駆動信号を出力し、モータ７０が始動される。またピストンスイッチ接触部品６０が端面４５ａを押すことによってセカンダリピストン４０がＸ１方向に移動を開始し、図７（Ａ）に示すように第１のピストン部４１が段部１５から離れて、第１の加圧室１０５と空間４８とが連通して、第１の加圧室１０５は第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００５７】
モータ７０が始動されると油圧ポンプ８０が駆動されて、オイルが油圧供給孔１７を通して第１の連通加圧室１０５Ａ内に送り込まれ、油圧Ｐが第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０にＸ１方向の補助力としてのアシスト力ＡＦが発生する。よって、以後は、セカンダリピストン４０は、クラッチペダル１１０を踏み込む操作による力（踏み込み力）Ｆに上記アシスト力ＡＦが加わった力（Ｆ＋ＡＦ）によってＸ１方向に、図７（Ｂ）に示す最終位置まで押される。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動することによって第２の加圧室１０６で発生した油圧によって、図５に示すように、クラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ板１２４がクラッチ板１２２から離されて、クラッチが切れる。
【００５８】
クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、装置本体１１からは力が、図８中線Ｖで示すように、クラッチペダル１１０の踏み込みストロークが増えるにつれて増加するように変化して出力される。この力は踏み込み力Ｆに、線ＩＶで示すアシスト力ＡＦを加算した力である。よって、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは、図８中、線ＩＩＩで示すように弱くて足り、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は軽くて済む。
【００５９】
踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２である。また、各ストロークでの、アシスト力ＡＦと踏み込み力Ｆとの比、ＡＦ１／Ｆ１、ＡＦ２／Ｆ２は略同じである。よって、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込むほどに重く感じることになり、違和感はない。
【００６０】
ここで、運転者がデューティ比可変操作部２６０の操作ノブ２６０ａを操作してモータ駆動信号のデューティ比を増加させるように調整した場合について説明する。この操作は、例えば、運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作に疲労を感じるようになった場合に行われる。
【００６１】
この場合には、モータ駆動回路１００からはデューティ比が例えば０．８であるモータ駆動信号ｉ０．８が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。よって、アシスト力ＡＦは図９に線ＩＶａで示すようになって、通常の場合よりも増え、その分、運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは線ＩＩＩａで示すように弱くても足りるようになり、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は通常よりも軽くて済み、運転者は疲労を感じているものの、クラッチ操作を更に続けることが出来る。なお、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、５／７となる。
【００６２】
また、踏み込みの弱い女性ドライバがデューティ比可変操作部２６０の操作ノブ２６０ａを操作してモータ駆動信号のデューティ比を増加させることによって、車両の運転が楽になる。
【００６３】
車両の走行速度Ｖが高い速度領域にある場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．６であるモータ駆動信号ｉ０．６が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも短くなって、アシスト力ＡＦは図１０に線ＩＶｂで示すようになって、通常の場合よりも減り、線Ｖで示す力を得る為には、その分、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを線ＩＩＩｂで示すように強くする必要がある。踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／３となる。これによって、クラッチ操作は通常よりも重くなって、意図しないクラッチ解除が起きる危険が回避され、車両の走行安定性は維持される。
【００６４】
車両が二輪車の場合にはクラッチレバーを握る操作が重くなり、二輪車の速度が高速度域でありクラッチレバーが強い風圧を受けるにも拘わらず、風圧によってクラッチレバーが動かされてしまうことは起きない。
【００６５】
オイル温度Ｔｃが異常に低温である場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．８であるモータ駆動信号が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。モータ７０の作動実時間が通常と同じである場合には、異常な低温によってオイルの粘度が上がっておりオイルの動きが円滑でない分、アシスト力ＡＦは通常よりは低くなり、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを通常よりも強くする必要がある。しかし、モータ７０の作動実時間が通常よりも長いため、オイルの粘度が高いにも拘わらず、アシスト力ＡＦは図８に線ＩＶで示すようになって、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２を維持し、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは通常と同じで足り、重く感じることはない。
【００６６】
バッテリ電圧Ｅが異常に低い場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．８であるモータ駆動信号が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。モータ７０の作動実時間が通常と同じである場合には、異常な低温によってオイルの粘度が上がっておりオイルの動きが円滑でない分、アシスト力ＡＦは通常よりは低くなり、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを通常よりも強くする必要がある。しかし、モータ７０の作動実時間が通常よりも長いため、バッテリ電圧Ｅが異常に低いにも拘わらず、アシスト力ＡＦは図８に線ＩＶで示すようになって、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２を維持し、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは通常と同じで足り、重く感じることはない。
【００６７】
上記のようにそのときの車両の状況の如何に関係なく、運転者はクラッチの操作を違和感無く行うことが可能である。
【００６８】
ギヤシフト操作を行った後に運転者が足をクラッチペダル１１０から離すと、図１１（Ａ）に示すように、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧Ｐによってプライマリピストン３０がＸ２方向に少し移動されて、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、油圧開放経路２００が開かれる。また、セカンダリピストン４０は、第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動を開始する。
【００６９】
セカンダリピストン４０とプライマリピストン３０とは、実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離を維持しつつ、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００を通してオイルタンク９０に戻しながら、図１１（Ｂ）に示す初期の状態に戻される。
【００７０】
セカンダリピストン４０が初期の状態に戻されたことによって、クラッチは完全に接続される。
【００７１】
次に、図１の電子制御装置２５０を構成するＣＰＵ２５２の動作について、
図１２を参照して説明する。
【００７２】
先ず、クラッチ操作検出スイッチ２１１がオンであるか否かを判断し（Ｓ１）、検出スイッチ２１１がオンである場合には、車速Ｖを読み込み（Ｓ２）、オイル温度Ｔｃを読み込み（Ｓ３）、バッテリ電圧Ｅを読み込み（Ｓ４）、これらを元にＲＯＭ２１３に記憶されているモータ駆動信号のデューティ比の三元マップを参照して、モータ駆動信号のデューティ比を決定する（Ｓ５）。
【００７３】
次いで、この決定したデューティ比のモータ駆動信号で、モータ７０を駆動させる（Ｓ６）。
【００７４】
次いで、クラッチ操作検出スイッチ２１１がオンであるか否かを判断し（Ｓ７）、検出スイッチ２１１がオフである場合には、モータ７０を停止させる（Ｓ８）。
【００７５】
最後に、デューティ比を元の状態である０．７に戻す（Ｓ９）。
【００７６】
なお、図１中のセンサ２２１，２２２，２２３の他に、別のセンサを設け、このセンサの出力を考慮してモータ駆動信号のデューティ比を決めるようにすることも可能である。例えば、特に運転者が外気にさらされる二輪車の場合には、外気の温度を検出するセンサを設け、外気の温度が低い場合には、モータ駆動信号のデューティ比を高めてアシスト力を増やし、寒さで運動機能が低下している運転者の助けるようにすることも出来る。
【００７７】
また、車両の種類によっては、車両の走行速度Ｖが高い速度領域にある場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．７よりも高い例えば０．８であるモータ駆動信号が出力されるようにも出来る。この場合には、モータ７０の作動実時間が通常よりも長くなって、アシスト力ＡＦが通常の場合よりも増え、その分、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆが軽くなり、ギヤの切り換えを素早く行うことが出来るようになり、運転がし易くなる。
【００７８】
なお、上記のデューティ比の数値、及び踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１の数値は共に一例であり、上記に限るものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。
【００７９】
上記のクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、クラッチ機構以外の操作機構部にも適用が可能である。また、車両に限らず、エンジンを備えた建設用機械等にも設けることが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、運転者が車両の操作部に作用する操作力に補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、車両状況検出センサの情報に応じてモータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、車両の状況に応じて補助力の強さを変えるようにした構成であるため、車両の速度、オイルの温度、バッテリの電圧等、車両の状況が変化しても、運転者は違和感を特に感じることなく操作を行うことが出来、また、車両の走行の安定性を良好に出来、安全性を改善出来るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になるクラッチ操作力アシスト制御装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【図２】図１中、装置本体の一部を拡大して示す図である。
【図３】プライマリピストンとセカンダリピストンとを対向させて示す図である。
【図４】実距離を変化させたときの、弁、スイッチ、モータの動作を説明するための図である。
【図５】クラッチペダルを通常に踏み込んだ場合のクラッチ操作力アシスト制御装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図６】クラッチペダルを通常に踏み込んだときのクラッチ操作力アシスト制御装置の動作状態を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）に続く、クラッチ操作力アシスト制御装置の動作状態を示す図である。
【図８】クラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図９】操作ノブを操作したときのクラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図１０】車速が高速であるときのクラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図１１】クラッチペダルの踏み込み操作を解除したときのクラッチ操作力アシスト制御装置の動作を示す図である。
【図１２】図１中、ＣＰＵの動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ クラッチ操作力アシスト制御装置
１１ 装置本体
１２ メインシリンダ
２０ 出力シリンダ
３０ プライマリピストン
３４ 油圧逃がし貫通孔
４０ セカンダリピストン
５０ シールバルブ体
６０ ピストンスイッチ接触部品
７０ 電動モータ
８０ 油圧ポンプ
９０ オイルタンク
１００ モータ駆動回路
１０５ 第１の加圧室
１０５Ａ 第１の連通加圧室
１０６ 第２の加圧室
１１０ クラッチペダル
１１１ クラッチレバー
１２０ クラッチ装置
２００ 油圧開放経路
２１０ 油圧開放経路用弁
２１１ クラッチ操作検出スイッチ
２５０ 電子制御装置
２５１ インターフェース
２５２ ＣＰＵ
２５３ ＲＯＭ
２６０ デューティ比可変操作部
２６０ａ 操作ノブ
２６１ 車速センサ
２６２ オイル温度センサ
２６３ バッテリ電圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は操作力アシスト制御装置に係り、特に、四輪車、二輪車、産業用車両等のクラッチ操作を必要とする車両に適用されて、クラッチ操作をアシストするクラッチ操作力アシスト制御装置に関する。
【０００２】
クラッチをきる操作は、四輪車、産業用車両等においては運転者がクラッチペダルを踏むことによってなされ、二輪車では運転者がクラッチレバーを握ることによってなされる。近年、エンジンの馬力の向上及びクラッチ機構の改善等によって、クラッチ機構内には従来よりも強いばね部材が組み込まれるようになってきており、クラッチをきる操作に強い力が必要になってきている。このため、特に、クラッチ操作を頻繁に行う車両の運転或いは長時間の運転の場合、又は操作力の弱い運手者の場合には、クラッチ操作が負担となってきている。
【０００３】
【従来の技術】
この問題を解決するために、クラッチ操作をアシストするクラッチ操作力アシスト制御装置が種々提案され、実用化されている。従来のクラッチ操作力アシスト制御装置は、発生する補助力が一定であるようになっており、運転者がクラッチペダルを踏む操作力に対する発生する補助力の比（以下これをアシスト比という）が所定の値となる構成である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６４３４００号公報（第３頁及び第４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のクラッチクラッチ操作力アシスト制御装置は、発生する補助力が一定であり、可変できない構成であるため、以下のような問題があった。
【０００６】
▲１▼運転者が長時間運転を続けて疲労度が増すと、クラッチペダルを踏む操作が重く感じるようになってしまう。
【０００７】
▲２▼車両の走行速度が高い速度域である場合には、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも軽く感じるようになり、場合によっては、意図しないクラッチ操作が行われて、車両の走行安定性が損なわれてしまう虞れがある。
【０００８】
また、二輪車の場合にはクラッチレバーが風圧を受けるため、二輪車の速度が高速度域である場合には、強い風圧によってクラッチレバーが動かされてしまう虞もある。
【０００９】
▲３▼例えば寒冷地等においてオイルの温度が低くてオイルの粘度が高い状況にあっては、発生する補助力が低下し、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも重く感じるようになってしまう。
【００１０】
▲４▼バッテリの電圧が低下していた場合には、発生する補助力が低下し、クラッチペダルを踏む操作が思ったよりも重く感じるようになってしまう。
【００１１】
上記のようにそのときの車両の状況によっては、運転者はクラッチの操作に違和感（不自然さ）を感じるようになってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決した操作力アシスト制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
該車両の状況を検出する車両状況検出センサと、
該車両状況検出センサの情報に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
車両の状況に応じて、上記補助力の強さを変えるようにしたものである。
【００１４】
車両の状況に応じて補助力の強さがかわることによって、運転者は、操作をより自然に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、車両の走行速度を検出して車両速度信号を出力する車速センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該車速センサが車両の走行速度が高速である旨の車両速度信号を出力している場合には、通常のデューティ比とは相違するデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００１６】
車両の種類に応じて、高速で走行中には、デューティ比を通常より低くして、補助力を弱くして、クラッチ操作を重くしたり、逆に、デューティ比を通常より高くて、補助力を強めて、クラッチ操作を軽くするようにすることが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、上記媒体がオイルであり、且つ車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、オイルの温度を検出してオイル温度信号を出力するオイル温度センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該オイル温度センサがオイルの温度が低温である旨のオイル温度信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００１８】
モータ駆動信号のデューティ比を高めることは、オイルの温度が低くて粘度が高くなって発生する油圧が低くなってしまうことを補うように作用する。即ち、オイルの温度が低い場合でも、クラッチ操作は重くはならない。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、バッテリの電圧を検出してバッテリ電圧信号を出力するバッテリ電圧センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該バッテリ電圧センサがバッテリの電圧が低い旨のバッテリ電圧信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたものである。
【００２０】
モータ駆動信号のデューティ比を高めることは、バッテリの電圧が低くてモータの駆動が弱くて発生する油圧が低くなってしまうことを補うように作用する。即ち、バッテリの電圧が低い場合でも、クラッチ操作は重くはならない。
【００２１】
請求項５の発明は、モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
手動操作される調整部と、
該調整部の操作に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
該調整部を操作することによって、上記補助力の強さが変わるようにしたものである。
【００２２】
例えば、運転者が疲れを感じてきた場合に、調整部を操作して補助力を強くすることによって、操作が軽く感じるようになって、車両の運転を継続することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例になるクラッチ操作力アシスト制御装置１０を示す。クラッチ操作力アシスト制御装置１０は、装置本体１１と、電動モータ７０と、油圧ポンプ８０と、オイルタンク９０と、モータ駆動回路１００と、電子制御装置２５０と、デューティ比可変操作部２６０と、車速センサ２６１と、オイル温度センサ２６２と、バッテリ電圧センサ２６３とを有する構成である。電動モータ７０は直流式モータであって駆動信号のデューティ比に応じて実作動時間が相違するものであり、モータ駆動回路１００は所定のデューティ比のモータ駆動信号を出力するものである。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０、車速センサ２６１、バッテリ電圧センサ２６３を除いて、まとまってユニット化されており、且つ、汎用化されており、車両等への取り付けが容易である。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、車両のエンジン（共に図示せず）とは独立しており、車両の適当な場所、即ち、操作力の伝達経路についてみるとクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１とクラッチ装置１２０との間の場所に取り付けられて使用される。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０はユニット化されており小型であるので、二輪車への搭載も可能である。このクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、後述するように、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにモータ７０が始動して油圧ポンプ８０が駆動され、油圧を発生させ、この油圧によって装置本体１１が動作してクラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１の操作力をアシストして、クラッチ装置１２０が切れるようになっている。クラッチ装置１２０は、エンジン側の軸１２１に固定してあるクラッチ板１２２と、車輪側の軸１２３に固定してあるクラッチ板１２４と、クラッチレリーズシリンダ機構１２５とを有する一般的な構成である。
【００２４】
先ず、装置本体１１について説明する。
【００２５】
装置本体１１は、メインシリンダ１２と、出力シリンダ２０と、プライマリピストン３０と、セカンダリピストン４０と、シールバルブ体５０と、ピストンスイッチ接触部品６０とを有する。
【００２６】
メインシリンダ１２は、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側にプライマリピストン用のシリンダ部１３を有し、Ｘ１側にセカンダリピストンの第１のピストン部用のシリンダ部１４を有する。シリンダ部１３の内径はＤ１、シリンダ部１４の内径はＤ２である。Ｄ１はＤ２の略１／２である。１５はシリンダ部１３の内部とシリンダ部１４の内部との間の段部である。シリンダ部１３には、その略中央部に油圧逃がし孔１６が、シリンダ部１４には、段部１５の近くに油圧供給孔１７が、略中央部にオイル用の孔１８，１９が形成してある。シリンダ部１３，１４の内径部には、電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００２７】
出力シリンダ２０は、電気的に導通のある金属材料製であり、セカンダリピストン用の第２のピストン部用のシリンダ部２１と、Ｘ１側の出力ポート２２とを有する。シリンダ部２１のうちＸ２側の場所には、オイル残圧抜き孔２３が形成してある。シリンダ部２１の内径はＤ３である。Ｄ３はシリンダ部１４の内径Ｄ２の略１／２であり、この関係が発生したアシスト力を倍力する。出力シリンダ２０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１４の内部に嵌合して、且つ、メインシリンダ１２と電気的に導通した状態で固定してある。
【００２８】
装置本体１１が車体に取り付けられた状態で、出力シリンダ２０は車体の一部と電気的に接続されてアースされる。
【００２９】
プライマリピストン３０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、直径がＤ１であり、中央部に細径部３１を有し、Ｘ１側の端面３２の中心と細径部３１の周面との間をつなぐＴ字形状の油圧逃がし貫通孔３４が形成してある。３４ａは貫通孔３４の端面３２への開口である。プライマリピストン３０は、端面３２，３３を除いて周面に電気的絶縁と摺動保護のためにアルマイト表面処理が施してある。
【００３０】
端面３２には、環状のピストンスイッチ接触部品６０が固定してある。端面３３には、プッシュロッド受け部材３５が固定してある。部品６０及び部材３５は共に電気的に導通のある金属材料製である。ピストンスイッチ接触部品６０は、端面３２より寸法ａ突き出ている。また、プライマリピストン３０には、シール３６，３７が嵌合してある。
【００３１】
プライマリピストン３０は、メインシリンダ１２のシリンダ部１３内に嵌合してあり、ストッパリング部材３９によって脱落を制限されている。細径部３１の周囲には、筒状の空間３８が形成されている。
【００３２】
貫通孔３４、空間３８、及び孔１６が、油圧開放経路２００を形成する。
【００３３】
セカンダリピストン４０は、図２及び図３に併せて示すように、電気的に導通のある金属材料製であり、Ｘ２側に直径がＤ２である第１のピストン部４１を有し、Ｘ１側に直径がＤ３である第２のピストン部４２を有する。第１のピストン部４１のＸ２側に後述する第１の加圧室１０５を形成するための凹段部４１ａが形成してある。第１のピストン部４１と第２のピストン部４２との間の部分は、直径がＤ３より細い。ピストン部４１、４２には、シール４３，４４が嵌合してある。Ｄ２はＤ３の略２倍であり、第１のピストン部４１の断面積Ｓ２は第２のピストン部４２の断面積Ｓ３の略４倍であり、この関係がアシスト力を倍力する。
【００３４】
第１のピストン部４１よりＸ２側に、円柱部４５が突き出ている。この円柱部４５の直径はＤ４であり、Ｄ１より少し短い。この円柱部４５の内部の空間４６内に、図２に併せて示すように、シールバルブ体５０が組み込まれている。シールバルブ体５０は、Ｘ２側に、シール部５１を有する。シール部５１は、環状のピストンスイッチ接触部品６０の内径よりも小さく、且つ開口３４ａを塞ぎうるサイズであり、電気絶縁性を有するゴム製或いは合成樹脂製である。シールバルブ体５０は、バックスプリング５２によってＸ２方向に押されてストッパ部４７に当っており、シール部５１は円柱部４５の端面４５ａよりＸ２方向に寸法ｂ突き出ている。寸法ｂと前記の寸法ａとは、ａ＜ｂの関係にある。（ｂ−ａ）は僅かである。また、シールバルブ体５０及びプライマリピストン３０の端面３２が油圧開放経路用弁２１０を構成する。
【００３５】
セカンダリピストン４０は、第１のピストン部４１がメインシリンダ１２のシリンダ部１４に嵌合し、第２のピストン部４１が出力シリンダ２０に嵌合し、円柱部４５がシリンダ部１３に緩く嵌合している。円柱部４５の周囲には筒状の空間４８が形成されている。セカンダリピストン４０はリターンスプリング４９によってＸ２方向に移動されており、段部１５に当っている。凹段部４１ａとシリンダ部１４の隅の部分とによって第１の加圧室１０５が形成されており、第２のピストン部４２と出力シリンダ２０とによって第２の加圧室１０６が形成されている。第１の加圧室１０５は初期状態での加圧室である。油圧供給孔１７は初期状態での第１の加圧室１０５と連通している。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１の加圧室１０５の形状が変化する。即ち、図７（Ａ）に示すように、セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動されると、第１のピストン部４１が段部１５から離れて、室１０５と空間４８とが連通して、第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００３６】
シリンダ部１３の内部で、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４５ａとが接近して対向している。プライマリピストン３０、ピストンスイッチ接触部品６０、及びセカンダリピストン４０は、クラッチ操作検出スイッチ２１１を構成する。セカンダリピストン４０は、リターンスプリング４９及び出力シリンダ２０を介して車体の一部と電気的に接続されている。
【００３７】
ここで、プライマリピストン３０の端面３２とセカンダリピストン４０の端面４５ａとの間の距離を、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０との間の実距離Ｈという。
【００３８】
ここで、実距離Ｈを変化させた場合の検出スイッチ２１１と油圧開放経路用弁２１０との動作について説明する。
【００３９】
図４（Ａ）に線Ｉで示すように、プライマリピストン３０がセカンダリピストン４０に接近して実距離Ｈが短くなる方向に変化するときには、実距離Ｈが寸法ｂになると開口３４ａがシール部５１によって塞がれて油圧開放経路用弁２１０が閉じられ（図４（Ｂ）参照）、実距離Ｈが更に短くなって寸法ａになると、油圧開放経路用弁２１０は閉じられたままで（図４（Ｂ）参照）、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４５ａとが接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が始動される（図４（Ｄ）参照）。
【００４０】
モータ７０が始動されと油圧ポンプ８０が駆動され、油圧が第１の連通加圧室１０５Ａに送り込まれ、油圧が第１のピストン部４１に作用してＸ１方向のアシスト力を発生させる。
【００４１】
図４（Ａ）に線ＩＩで示すように、セカンダリピストン４０がプライマリピストン３０から離れて実距離Ｈが長くなる方向に変化するときには、先ず、ピストンスイッチ接触部品６０と端面４５ａとが離れて、検出スイッチ２１０が開かれ（図４（Ｃ）参照）、モータ７０が停止され（図４（Ｄ）参照）、油圧開放経路用弁２１０は依然として閉じられたままとされる（図４（Ｂ）参照）。セカンダリピストン４０が更にＸ１方向に移動されて実距離Ｈが寸法ｂを越えると、シール部５１が端面３２から離れて油圧開放経路用弁２１０が開かれ（図４（Ｂ）参照）、開口３４ａが開かれて油圧開放経路２００が開かれる。
【００４２】
油圧開放経路２００が開かれると、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧が油圧開放経路２００を通って外部に逃がされ、セカンダリピストン４０は第２の加圧室１０６で発生している油圧とリターンスプリング４９によって今度はＸ２方向に移動される。
【００４３】
よって、プライマリピストン３０とセカンダリピストン４０とは、実距離Ｈが寸法ａと略寸法ｂとの間の限られた僅かの範囲内に留まるように、相対的な位置が維持される。
【００４４】
図１において、モータ７０は通常は停止しており、始動されると油圧ポンプ８０を駆動する。
【００４５】
プッシュロッド１１２は、受け部材３５に当っており、クラッチペダル１１０又はクラッチレバー１１１を操作したときにＸ１方向に移動されて、プライマリピストン３０をＸ１方向に押す。
【００４６】
油圧ポンプ８０は、孔１９と孔１７とをつなぐ配管８１の途中に設けてある。油圧ポンプ８０と孔１７との間には逆止弁８２が設けてある。オイルタンク９０は、孔１６と孔１８とをつなぐ配管９１の途中に設けてある。オイルタンク９０と孔１８との間に、フィルタ９２が設けてある。配管９１と配管８１とは、孔１８、シリンダ部１４の内部空間、孔１９を通って連通してある。オイルは、アシスト力発生の他に、シリンダ部１４の内部を潤滑するため及びシリンダ部１３の内部を潤滑するためにも利用される。
【００４７】
モータ駆動回路１００は、通常は、図１に符号ｉ０．７で示すように、デューティ比が０．７であるモータ駆動信号を出力し、また、後述するように、車両の状況に応じて、デューティ比が基本の０．７から増加する方向或いは減少する方向に少し変化したデューティ比のモータ駆動信号を出力する。
【００４８】
デューティ比可変操作部２６０は、操作ノブ２６０ａを有し、この操作ノブ２６０ａを操作することによってモータ駆動信号のデューティ比が調整される。
【００４９】
車速センサ２６１は車両の走行速度を検出して車両速度信号Ｖを出力する。オイル温度センサ２６２はオイルタンク９０内のオイルの温度を検出してオイル温度信号Ｔｃを出力する。バッテリ電圧センサ２６３は車両に搭載してあるバッテリの出力電圧を検出してバッテリ出力電圧信号Ｅを出力する。
【００５０】
電子制御装置２５０は、車両の状況に応じてモータ駆動信号のデューティ比を決定する働きを有する。この電子制御装置２５０は、インターフェース２５１、ＣＰＵ２５２、ＲＯＭ２５３を有する。ＲＯＭ２５３には、モータ駆動信号のデューティ比を表す三元マップ（図示せず）が記憶されている。三元マップの一つの軸は車速Ｖ、別の軸はオイル温度Ｔｃ、更に別の軸はバッテリ電圧Ｅである。車速Ｖ、オイル温度Ｔｃ、バッテリ電圧Ｅが共に通常である場合のデューティ比は０．７である。車両の走行速度Ｖが高い速度では、デューティ比は０．７より少し低い０．６である。オイル温度Ｔｃが異常に低温である場合には、デューティ比は０．７より少し高い０．８である。バッテリ電圧Ｅが異常に低い場合には、デューティ比は０．７より少し高い０．８である。
【００５１】
次に、車両の運転者がクラッチ装置１２０をきるべくクラッチペダル１１０を踏み込んだときの、上記構成のクラッチ操作力アシスト制御装置１０の操作力アシスト動作について説明する。
【００５２】
クラッチペダル１１０を踏み込む前は、クラッチ操作力アシスト制御装置１０及びクラッチ装置１２０は図１、図２、図６（Ａ）に示す状態にある。
【００５３】
図５はクラッチペダル１１０を通常に深く踏み込んだときのクラッチ操作力アシスト制御装置１０の動作状態、及び、クラッチ装置１２０の動作状態を示す。
【００５４】
運転者がクラッチペダル１１０を通常に踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に一気に移動され、セカンダリピストン４０もプライマリピストン３０によって押されると共にアシスト力によってＸ１方向に一気に移動され、第２の加圧室１０６からの油圧によってクラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ装置１２０が切れる。
【００５５】
図６（Ａ）乃至（Ｃ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）はクラッチ操作力アシスト制御装置１０の動作を説明する図である。
【００５６】
運転者がクラッチペダル１１０を踏み込むと、プッシュロッド１１２を介してプライマリピストン３０が押されてＸ１方向に移動され、先ずは、図６（Ｂ）に示すように開口３４ａがシール部５１によって塞がれ油圧開放経路用弁２１０が閉じられ、続いて、図６（Ｃ）に示すようにピストンスイッチ接触部品６０が端面４５ａに接触して、検出スイッチ２１１が閉じられ、モータ駆動回路１００がデューティ比が０．７であるモータ駆動信号を出力し、モータ７０が始動される。またピストンスイッチ接触部品６０が端面４５ａを押すことによってセカンダリピストン４０がＸ１方向に移動を開始し、図７（Ａ）に示すように第１のピストン部４１が段部１５から離れて、第１の加圧室１０５と空間４８とが連通して、第１の加圧室１０５は第１の連通加圧室１０５Ａとなる。
【００５７】
モータ７０が始動されると油圧ポンプ８０が駆動されて、オイルが油圧供給孔１７を通して第１の連通加圧室１０５Ａ内に送り込まれ、油圧Ｐが第１のピストン部４１に作用し、セカンダリピストン４０にＸ１方向の補助力としてのアシスト力ＡＦが発生する。よって、以後は、セカンダリピストン４０は、クラッチペダル１１０を踏み込む操作による力（踏み込み力）Ｆに上記アシスト力ＡＦが加わった力（Ｆ＋ＡＦ）によってＸ１方向に、図７（Ｂ）に示す最終位置まで押される。セカンダリピストン４０がＸ１方向に移動することによって第２の加圧室１０６で発生した油圧によって、図５に示すように、クラッチレリーズシリンダ機構１２５が動作され、クラッチ板１２４がクラッチ板１２２から離されて、クラッチが切れる。
【００５８】
クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、装置本体１１からは力が、図８中線Ｖで示すように、クラッチペダル１１０の踏み込みストロークが増えるにつれて増加するように変化して出力される。この力は踏み込み力Ｆに、線ＩＶで示すアシスト力ＡＦを加算した力である。よって、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは、図８中、線ＩＩＩで示すように弱くて足り、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は軽くて済む。
【００５９】
踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２である。また、各ストロークでの、アシスト力ＡＦと踏み込み力Ｆとの比、ＡＦ１／Ｆ１、ＡＦ２／Ｆ２は略同じである。よって、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込むほどに重く感じることになり、違和感はない。
【００６０】
ここで、運転者がデューティ比可変操作部２６０の操作ノブ２６０ａを操作してモータ駆動信号のデューティ比を増加させるように調整した場合について説明する。この操作は、例えば、運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作に疲労を感じるようになった場合に行われる。
【００６１】
この場合には、モータ駆動回路１００からはデューティ比が例えば０．８であるモータ駆動信号ｉ０．８が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。よって、アシスト力ＡＦは図９に線ＩＶａで示すようになって、通常の場合よりも増え、その分、運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは線ＩＩＩａで示すように弱くても足りるようになり、クラッチを切るときの運転者がクラッチペダル１１０を踏み込む操作は通常よりも軽くて済み、運転者は疲労を感じているものの、クラッチ操作を更に続けることが出来る。なお、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、５／７となる。
【００６２】
また、踏み込みの弱い女性ドライバがデューティ比可変操作部２６０の操作ノブ２６０ａを操作してモータ駆動信号のデューティ比を増加させることによって、車両の運転が楽になる。
【００６３】
車両の走行速度Ｖが高い速度領域にある場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．６であるモータ駆動信号ｉ０．６が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも短くなって、アシスト力ＡＦは図１０に線ＩＶｂで示すようになって、通常の場合よりも減り、線Ｖで示す力を得る為には、その分、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを線ＩＩＩｂで示すように強くする必要がある。踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／３となる。これによって、クラッチ操作は通常よりも重くなって、意図しないクラッチ解除が起きる危険が回避され、車両の走行安定性は維持される。
【００６４】
車両が二輪車の場合にはクラッチレバーを握る操作が重くなり、二輪車の速度が高速度域でありクラッチレバーが強い風圧を受けるにも拘わらず、風圧によってクラッチレバーが動かされてしまうことは起きない。
【００６５】
オイル温度Ｔｃが異常に低温である場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．８であるモータ駆動信号が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。モータ７０の作動実時間が通常と同じである場合には、異常な低温によってオイルの粘度が上がっておりオイルの動きが円滑でない分、アシスト力ＡＦは通常よりは低くなり、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを通常よりも強くする必要がある。しかし、モータ７０の作動実時間が通常よりも長いため、オイルの粘度が高いにも拘わらず、アシスト力ＡＦは図８に線ＩＶで示すようになって、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２を維持し、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは通常と同じで足り、重く感じることはない。
【００６６】
バッテリ電圧Ｅが異常に低い場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．８であるモータ駆動信号が出力されて、モータ７０が始動される。デューティ比が０．７であるモータ駆動信号である場合に比較して、モータ７０は作動実時間が通常よりも長くなる。モータ７０の作動実時間が通常と同じである場合には、異常な低温によってオイルの粘度が上がっておりオイルの動きが円滑でない分、アシスト力ＡＦは通常よりは低くなり、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆを通常よりも強くする必要がある。しかし、モータ７０の作動実時間が通常よりも長いため、バッテリ電圧Ｅが異常に低いにも拘わらず、アシスト力ＡＦは図８に線ＩＶで示すようになって、踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１は、１／２を維持し、クラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆは通常と同じで足り、重く感じることはない。
【００６７】
上記のようにそのときの車両の状況の如何に関係なく、運転者はクラッチの操作を違和感無く行うことが可能である。
【００６８】
ギヤシフト操作を行った後に運転者が足をクラッチペダル１１０から離すと、図１１（Ａ）に示すように、第１の連通加圧室１０５Ａ内の油圧Ｐによってプライマリピストン３０がＸ２方向に少し移動されて、油圧開放経路用弁２１０が開かれて、油圧開放経路２００が開かれる。また、セカンダリピストン４０は、第２の加圧室１０６で発生している油圧及びバックスプリング５２によってＸ２方向に移動を開始する。
【００６９】
セカンダリピストン４０とプライマリピストン３０とは、実距離Ｈが略上記の寸法ｂの距離を維持しつつ、第１の連通加圧室１０５Ａ内のオイルを油圧開放経路２００を通してオイルタンク９０に戻しながら、図１１（Ｂ）に示す初期の状態に戻される。
【００７０】
セカンダリピストン４０が初期の状態に戻されたことによって、クラッチは完全に接続される。
【００７１】
次に、図１の電子制御装置２５０を構成するＣＰＵ２５２の動作について、
図１２を参照して説明する。
【００７２】
先ず、クラッチ操作検出スイッチ２１１がオンであるか否かを判断し（Ｓ１）、検出スイッチ２１１がオンである場合には、車速Ｖを読み込み（Ｓ２）、オイル温度Ｔｃを読み込み（Ｓ３）、バッテリ電圧Ｅを読み込み（Ｓ４）、これらを元にＲＯＭ２１３に記憶されているモータ駆動信号のデューティ比の三元マップを参照して、モータ駆動信号のデューティ比を決定する（Ｓ５）。
【００７３】
次いで、この決定したデューティ比のモータ駆動信号で、モータ７０を駆動させる（Ｓ６）。
【００７４】
次いで、クラッチ操作検出スイッチ２１１がオンであるか否かを判断し（Ｓ７）、検出スイッチ２１１がオフである場合には、モータ７０を停止させる（Ｓ８）。
【００７５】
最後に、デューティ比を元の状態である０．７に戻す（Ｓ９）。
【００７６】
なお、図１中のセンサ２２１，２２２，２２３の他に、別のセンサを設け、このセンサの出力を考慮してモータ駆動信号のデューティ比を決めるようにすることも可能である。例えば、特に運転者が外気にさらされる二輪車の場合には、外気の温度を検出するセンサを設け、外気の温度が低い場合には、モータ駆動信号のデューティ比を高めてアシスト力を増やし、寒さで運動機能が低下している運転者の助けるようにすることも出来る。
【００７７】
また、車両の種類によっては、車両の走行速度Ｖが高い速度領域にある場合には、クラッチペダル１１０を踏み込んだときに、モータ駆動回路１００からはデューティ比が０．７よりも高い例えば０．８であるモータ駆動信号が出力されるようにも出来る。この場合には、モータ７０の作動実時間が通常よりも長くなって、アシスト力ＡＦが通常の場合よりも増え、その分、運転者はクラッチペダル１１０を踏み込む力Ｆが軽くなり、ギヤの切り換えを素早く行うことが出来るようになり、運転がし易くなる。
【００７８】
なお、上記のデューティ比の数値、及び踏み込み力Ｆ１に対するアシスト力ＡＦ１の比、ＡＦ１／Ｆ１の数値は共に一例であり、上記に限るものではなく、適宜変更可能であるのは勿論である。
【００７９】
上記のクラッチ操作力アシスト制御装置１０は、クラッチ機構以外の操作機構部にも適用が可能である。また、車両に限らず、エンジンを備えた建設用機械等にも設けることが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、運転者が車両の操作部に作用する操作力に補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、車両状況検出センサの情報に応じてモータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、車両の状況に応じて補助力の強さを変えるようにした構成であるため、車両の速度、オイルの温度、バッテリの電圧等、車両の状況が変化しても、運転者は違和感を特に感じることなく操作を行うことが出来、また、車両の走行の安定性を良好に出来、安全性を改善出来るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になるクラッチ操作力アシスト制御装置をクラッチ装置と併せて示す図である。
【図２】図１中、装置本体の一部を拡大して示す図である。
【図３】プライマリピストンとセカンダリピストンとを対向させて示す図である。
【図４】実距離を変化させたときの、弁、スイッチ、モータの動作を説明するための図である。
【図５】クラッチペダルを通常に踏み込んだ場合のクラッチ操作力アシスト制御装置及びクラッチ装置の動作状態を示す図である。
【図６】クラッチペダルを通常に踏み込んだときのクラッチ操作力アシスト制御装置の動作状態を示す図である。
【図７】図６（Ｃ）に続く、クラッチ操作力アシスト制御装置の動作状態を示す図である。
【図８】クラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図９】操作ノブを操作したときのクラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図１０】車速が高速であるときのクラッチペダル踏み込みストロークと発生するアシスト力との関係を示す図である。
【図１１】クラッチペダルの踏み込み操作を解除したときのクラッチ操作力アシスト制御装置の動作を示す図である。
【図１２】図１中、ＣＰＵの動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ クラッチ操作力アシスト制御装置
１１ 装置本体
１２ メインシリンダ
２０ 出力シリンダ
３０ プライマリピストン
３４ 油圧逃がし貫通孔
４０ セカンダリピストン
５０ シールバルブ体
６０ ピストンスイッチ接触部品
７０ 電動モータ
８０ 油圧ポンプ
９０ オイルタンク
１００ モータ駆動回路
１０５ 第１の加圧室
１０５Ａ 第１の連通加圧室
１０６ 第２の加圧室
１１０ クラッチペダル
１１１ クラッチレバー
１２０ クラッチ装置
２００ 油圧開放経路
２１０ 油圧開放経路用弁
２１１ クラッチ操作検出スイッチ
２５０ 電子制御装置
２５１ インターフェース
２５２ ＣＰＵ
２５３ ＲＯＭ
２６０ デューティ比可変操作部
２６０ａ 操作ノブ
２６１ 車速センサ
２６２ オイル温度センサ
２６３ バッテリ電圧センサ
Claims (5)
- モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
該車両の状況を検出する車両状況検出センサと、
該車両状況検出センサの情報に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
車両の状況に応じて、上記補助力の強さを変えるようにしたことを特徴とする操作力アシスト制御装置。 - 請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、車両の走行速度を検出して車両速度信号を出力する車速センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該車速センサが車両の走行速度が高速である旨の車両速度信号を出力している場合には、通常のデューティ比とは相違するデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたことを特徴とする操作力アシスト制御装置。 - 請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、上記媒体がオイルであり、且つ車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、オイルの温度を検出してオイル温度信号を出力するオイル温度センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該オイル温度センサがオイルの温度が低温である旨のオイル温度信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたことを特徴とする操作力アシスト制御装置。 - 請求項１に記載の操作力アシスト制御装置において、
該操作力アシスト装置本体は、車両のクラッチ操作部の操作力に補助力を付加してアシストする構成であり、
上記車両状況検出センサは、バッテリの電圧を検出してバッテリ電圧信号を出力するバッテリ電圧センサを含んでなり、
上記モータ駆動制御手段は、該バッテリ電圧センサがバッテリの電圧が低い旨のバッテリ電圧信号を出力している場合には、通常のデューティ比よりも高いデューティ比のモータ駆動信号を出力する構成としたことを特徴とする操作力アシスト制御装置。 - モータと該モータによって駆動されるポンプとを備えており、該モータによって駆動された該ポンプが発生した媒体の圧力でもって、運転者が車両の操作部に作用する操作力に、補助力を付加してアシストする操作力アシスト装置本体と、
手動操作される調整部と、
該調整部の操作に応じて、上記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段とを備えてなり、
該調整部を操作することによって、上記補助力の強さが変わるようにしたことを特徴とする操作力アシスト制御装置。
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