JP2006193143A - 自動車用の油圧式クラッチ操作装置 - Google Patents

自動車用の油圧式クラッチ操作装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 この発明は、自動車用の油圧式クラッチ装置に関し、この装置は、クラッチペダル（８）に対応するマスターシリンダー（１０）と、クラッチ（６）に力を作用させるスレーブシリンダー（１４）とを有し、その際マスター及びスレーブシリンダー（１０，１４）は、クラッチペダル（８）とクラッチ（６）の間を延びている油圧パイプ（１２）に組み入れられており、更に、この装置は、油圧パイプ（１２）に配置された、油圧油の体積流量を制御又は制限するための機器を有するものである。
【解決手段】 始動補助手段として、油圧パイプ（１２）に、クラッチ（６）の連結プロセスを制御することを可能とする制御バルブ（１６）を配備することを提案する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、請求項１の上位概念の特徴にもとづく、自動車用のマニュアルによる油圧式クラッチ操作装置に関する。
マニュアルで操作可能な油圧式クラッチ装置では、油圧パイプに組み入れられたスロットル装置が知られており、これを用いて、フロー方向に応じた様々な流量特性を実現することが可能である。そこで、例えば、特許文献１により、油圧式クラッチ操作装置が周知であり、その装置では、油圧パイプに、シリンダー内を縦方向に動かすことが可能な形で延びるピストンが配備されており、このピストンによって、特に無意識にクラッチペダルから足を滑らせた場合に、車両のクラッチが速く連結し過ぎるのを防止している。スロットル装置の別の実施構成は、例えば、特許文献２又は特許文献３により周知である。
相応のオイル供給ポンプを用いて、クラッチの連結又は解除を行うオートマチック・トランスミッションの場合、クラッチの開放と接続は、油圧パイプに配置された圧力センサーと圧力制御バルブを用いて制御することができる（例えば、特許文献４を参照）。
ドイツ特許公開明細書第１０３１１４８１Ａ１号 ドイツ特許発明明細書第１９８１１３３７Ａ１号 ドイツ特許発明明細書第４１４２３２４Ｃ２号 ドイツ特許発明明細書第１０１３４１２１Ａ１号
この発明の課題は、マニュアルで操作することが可能な油圧式クラッチ装置の機能性を更に改善して、例えば、スリップ制御、セカンドギアシフトでの発進を可能とすること、及び無意識にクラッチを速く連結すぎることによるクラッチの損傷を防止することである。
この課題は、請求項１に挙げた特徴によって解決される。
引き続きクラッチペダルの操作によって、クラッチ本来の連結及び解除プロセスを実行する一方、有利な方法にもとづき、油圧パイプに配置した制御バルブを相応に駆動することによって、クラッチの連結プロセスを制御又は支援することができる。こうすることによって、大きな追加費用無しで、従来からのマニュアルで操作可能なクラッチ装置の機能性を向上するものである。
従属請求項に挙げた特徴によって、この発明による油圧式クラッチ装置の更に有利な改善構成と実施形態を実現している。
制御バルブの開口横断面は、それによってクラッチの連結速度を調節することが可能であり、有利な方法にもとづき、油圧パイプの圧力に応じて制御することが可能である。この圧力の検出は、例えば、油圧パイプに配置した圧力センサーによって行うことができる。
この圧力にもとづく制御に代わって、或いはそれを補完して、例えば、妥当性を検査するために、制御変数として、クラッチペダルの解除速度を組み入れる。
更に、例えば、エンジン回転数やスロットルバルブの位置などのエンジンパラメータに応じて、制御バルブの開口横断面を調節することが可能である。クラッチの連結速度に関する別の制御パラメータとして、アクセルペダルの位置と調節速度の両方又は一方を採用することもできる。ここで、例えば、クラッチペダルを戻した場合に、アクセルペダルの角度によって、並びに場合によっては、更にアクセルペダルの調節速度によって、オートマチック・クラッチの場合と同様に、アルゴリズムによって制御可能であるクラッチ連結プロセスを作動させることができる。例えば、ドライバーが、ガソリンを供給せずに、クラッチを連結した場合、制御系電子回路によって、この制御バルブを少しだけ開き、その結果クラッチペダルを連結する速度と関係なく、油圧パイプ内の体積流量を低減している。クラッチが、その連結点に到達した場合、車両は、流体動力学的な変換器を備えたオートマチック駆動の場合と同様に、僅かな「クリープ」によって動き出すことができる。
この発明による油圧式クラッチ装置は、例えば、以下の用途の場合に、補助的に使用することが可能である。
１．セカンドギアシフト用の発進補助としての用途
２．エンジンのエンスト予防としての用途
３．高速スタート、所謂「キックダウン発進」用の発進補助としての用途
４．スリップ制御としての用途
５．ドライバーが無意識にクラッチペダルから足を滑り落とした場合における誤作動を防止するためのスロットル装置としての用途
この発明の実施例を、図面に図示して、以下において、より詳しく記載する。
符号２で、燃焼エンジンを示しており、そのエンジン回転トルクを、変速機４によって変換して、自動車の駆動輪に伝達している。燃焼エンジン２と変速機４の間には、エンジン２と変速機４の間を解除することが可能な連結器としての役割を果たすクラッチ６が配置されている。クラッチ６を操作するために、詳しくは図示されていない車両ボディー上の回転中心により旋回可能な形に軸支したクラッチペダル８を配備している。クラッチペダル８には、符号１０で示したマスターシリンダー全体の図示されていないピストン棒が取り付けられている。このマスターシリンダー１０からは、油圧パイプ１２が、スレーブシリンダー１４に通じている。このスレーブシリンダー１４は、クラッチ６の解除機構１７を操作するものである。
油圧パイプ１２には、マスターシリンダー１２とスレーブシリンダー１４の間に、電気的に駆動可能な制御バルブ１６を配置しており、その機能方法は、後で更に詳しく説明する。図から明らかな通り、この制御バルブ１６は、導線Ｌ１によって、制御器１８と接続されている。クラッチペダル８の位置は、電気導線Ｌ２によって、同じく制御器１８と接続されている位置検出器２０を用いて検出している。ドライバーによって同じく操作可能な（エンジンスロットルバルブを制御することが可能である）アクセルペダル２２の位置は、同様に導線Ｌ３によって制御器１８と接続されている位置検出器２４によって検出している。エンジン回転数は、クラッチに配置した回転数検出器２６によって検出することが可能であり、この検出器は、導線Ｌ４によって制御器１８と接続されている。更に、変速機入力には、回転数検出器２８を配置しており、油圧パイプ１２のスレーブシリンダー１４と圧力制御バルブ１６の間に配置した圧力センサー３０を用いて、油圧パイプ１２内の圧力を検出することが可能である。更に、ギヤシフト位置センサー３１、車両の傾きを検出するためのセンサー３２、スレーブシリンダー１４用ストロークセンサー３３を配備しており、これらは、導線Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７によって、制御器１８と接続されている。
以下において、この油圧式クラッチ装置の機能方法について、より詳しく記載する。
クラッチの解除は、従来の方法で行われる、即ち、足の力が、クラッチペダル８を介して、マスターシリンダー１０のピストンに伝達される。マスターシリンダーの圧力室内に生起された油圧２０が、油圧パイプ１２に押し出されて、スレーブシリンダー１４のピストンに対して、解除機構１７を操作して、それによってクラッチ６を解除させる力を及ぼすものである。クラッチ解除プロセスの場合、例えば、電気的に駆動可能な比例制御バルブとして構成された制御バルブ１６は、ノーマルオープン型で、そのため完全に開かれており、その結果油圧油は、妨げられずに油圧パイプ１２を貫流することができる。
クラッチを連結した、或いは繋いだ場合、制御バルブ１６又はその開口横断面は、以下のパラメータの中の一つ以上に従って、制御器１８により駆動される。
ａ）油圧パイプ（１２）において検出された圧力又は圧力低下
ｂ）クラッチペダル（８）の解除速度
ｃ）エンジン回転数とスロットルバルブの位置の両方又は一方
ｄ）アクセルペダル（２２）の位置と調節速度の両方又は一方
ｅ）ギアシフト位置センサー（３１）によるギアシフト位置
ｆ）回転数検出器（２８）による変速機入力回転数
ｇ）傾斜センサー（３２）による傾き
クラッチが連結された位置では、アクセルペダル２２は、エンジン回転数の最低から最大までに対応する任意の場所に位置することができる。ここで、油圧パイプ１２は、制御バルブ１６によって、完全に閉じられている。ドライバーが、速いと言える程に、クラッチペダル８を戻して、クラッチ連結プロセスを開始すると直ちに、それとは関係無く、電子制御プロセスが始動する。例えば、ガソリンが供給されていない場合には、エンジン系電子回路によって、制御バルブ１６の開口横断面は、クラッチ６が連結点に達して、そのためオートマチックトランスミッションのように、車両の僅かな「クリープ」が始まるまで、少しだけ開かれる。それに対して、例えば、エンジン回転数が最大時にクラッチが連結された場合には、エンジン系電子回路と制御バルブ１６によって、油圧油の体積流量は、車輪の空転無しに、車両の発進を保証する（キーワード「トラクションコントロール」）値に制限される。ドライバーが無意識にクラッチペダル８から足を滑らせた、所謂「誤作動」の場合にも、同じ事が適用される。このような状況は、例えば、クラッチペダル８に配置された位置検出器２０によって検出することができ、その結果発進プロセスは、制御バルブ１６によって制御することが可能である。予め設定可能な「標準的なクラッチ連結」に関する限界内に対応するクラッチペダル８の調節速度が検出された場合には、クラッチ連結プロセスは、制御系電子回路による干渉を受けない状態で進行する、即ち、制御バルブ１６は、ノーマルオープン型で、そのため完全に開かれたままである。制御バルブ１６又はその駆動部は、別の付加機能を果たすことができる。
クラッチ連結プロセスが、（相応のセンサーによって検出可能である）クラッチ又は駆動輪を振動させる結果となった場合、制御バルブ１６を脈動する形で駆動することによって、振動数を重畳させて、振動を解消又は減衰させるようにすることができる。更に、クラッチ連結プロセスの制御によって、トラクションコントロールを介入させることなく、タイヤにおけるトラクションスリップ制御に関与することも可能である。
制御した形でセカンドギアシフトで発進することが可能であり、その場合エンジントルクとエンジン回転数は、許容されるクラッチ負荷に対応して制限される。この機能を実施するために、例えば、ファーストギヤシフト又はバックギアシフトに関して、ギヤシフト位置センサー３１を考慮に入れることができる。こうすることによって、これらの発進用ギアシフトに対するエンジントルクとエンジン回転数の限界を上げることができる。傾斜センサー３２によって、セカンドギアシフトでの発進が、総じて許容されるべきか否かを検出することが可能である。
マニュアル操作可能な油圧式クラッチ装置の構成の模式図
符号の説明
２ 燃焼エンジン
４ 変速機
６ クラッチ
８ クラッチペダル
１０ マスターシリンダー
１２ 油圧パイプ
１４ スレーブシリンダー
１６ 制御バルブ
１７ クラッチ６の解除機構
１８ 制御器
２０ 位置検出器
２２ アクセルペダル
２４ 位置検出器
２６ 回転数検出器
２８ 回転数検出器
３０ 圧力センサー
３１ ギヤシフト位置センサー
３２ 傾斜センサー
３３ スレーブシリンダー１４用ストロークセンサー
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ 導線

Claims (8)

  1. 自動車用の油圧式クラッチ装置であって、この装置は、クラッチペダル（８）に対応するマスターシリンダー（１０）と、クラッチ（６）に力を作用させるスレーブシリンダー（１４）とを有し、その際マスター及びスレーブシリンダー（１０，１４）は、クラッチペダル（８）とクラッチ（６）の間に延びている油圧パイプ（１２）に組み入れられており、更に、この装置は、油圧パイプ（１２）に配置された、油圧油の体積流量を制御又は制限するための機器を有する油圧式クラッチ装置において、
    発進補助手段として、油圧パイプ（１２）に、制御バルブ（１６）が配備されており、この制御バルブを用いて、クラッチ（６）の連結プロセスを制御することが可能であることを特徴とする油圧式クラッチ装置。
  2. 油圧パイプ（１２）の圧力に応じて、制御バルブ（１６）の開口横断面を制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧式クラッチ装置。
  3. 油圧パイプ（１２）において、マスターとスレーブシリンダー（１０，１４）の間に、圧力センサー（３０）を配備していることを特徴とする請求項２に記載の油圧式クラッチ装置。
  4. クラッチペダル（８）の解除速度に応じて、制御バルブ（１６）の開口横断面を制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧式クラッチ装置。
  5. エンジンパラメータ、例えば、エンジン回転数とスロットルバルブの位置の両方又は一方などに応じて、制御バルブ（１６）の開口横断面を制御することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の油圧式クラッチ装置。
  6. アクセルペダル（２２）の位置と調節速度の両方又は一方に応じて、制御バルブ（１６）の開口横断面を制御することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の油圧式クラッチ装置。
  7. クラッチペダル（８）とアクセルペダル（２２）の両方又は一方の位置を、それぞれ位置検出器（２０，２４）によって監視することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の油圧式クラッチ装置。
  8. ａ）セカンドギアシフト用の発進補助、
    ｂ）エンジンのエンスト予防、
    ｃ）高速スタート、所謂「キックダウン発進」用の発進補助、
    ｄ）スリップ制御、
    ｅ）「ピークトルク制限器」、
    の中の一つ以上として使用することを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の油圧式クラッチ装置。
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