JP2010215085A5 - - Google Patents

Description

車両用電子クラッチ制御装置

本発明は、クラッチ装置を駆動するアクチュエータと、クラッチレバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作量検出手段の検出値に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する電子制御ユニットとを備える車両用電子クラッチ制御装置に関する。

クラッチレバーの操作力をクラッチ装置側に伝達し得る作動力伝達部材に、アクチュエータによる動力を伝達し得るように構成してクラッチ操作力をアシストするようにした技術が特許文献１で知られている。一方、スロットルレバーの操作量をスロットルセンサで検出し、スロットルバルブを駆動するアクチュエータの作動をスロットルセンサで検出された操作量に応じて制御するようにした電子スロットルバルブ制御装置が、たとえば特許文献２によって知られている。そこで、特許文献２に開示される技術をクラッチ装置の駆動に適用し、クラッチ装置を駆動するアクチュエータの作動をクラッチレバーの操作量に応じて制御するように構成すると、クラッチレバーおよびクラッチ装置間に設けられていた油圧系統やワイヤの配索等が不要になり、部品点数の低減および車体レイアウトの自由度向上を図ることができる上に、クラッチレバーの操作力を低減することができるので、特許文献１で開示されるようなアシスト装置も省略することができる。

特開２００８−２７５０８４号公報 特開２００３−２３９７７２号公報

ところで、クラッチ装置を駆動するアクチュエータの作動をクラッチレバーの操作量に応じて制御するように構成するにあたっては、クラッチレバーに操作反力を与えるための反力付与手段が必要となるが、クラッチレバーの操作力を油圧やワイヤでクラッチ装置側に伝達するようにしていた従来の技術では、クラッチレバーの操作開始からクラッチスプリングの反力が発生するまではたとえばホースの撓み等による油圧系統の遊びや、ワイヤの伸び等のワイヤ系統の遊びが生じており、そのような遊びが生じている状態と、クラッチスプリングの弾発力に抗してクラッチ装置を断・接作動させるまでと、それ以降とで、クラッチレバーの操作量および操作荷重の関係が変化するものであり、前記反力付与手段をクラッチレバーの操作量に応じて反力が比例的に大きくなるように単純に構成すると、従来のクラッチレバーの操作感覚と異なる操作感覚を車両運転者に与えてしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、クラッチレバーの操作感覚を従来のものと大きく異なることがないようにして、クラッチ装置をアクチュエータで駆動するようにした電子クラッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、クラッチ装置を駆動するアクチュエータと、クラッチレバーの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作量検出手段の検出値に基づいて前記アクチュエータの作動を制御する電子制御ユニットとを備える車両用電子クラッチ制御装置において、ばね定数の異なる複数のスプリングを有して前記クラッチレバーに操作反力を付与する反力付与手段を含み、該反力付与手段は、操作量が大きくなる側への前記クラッチレバーの操作時に前記各スプリングの弾発力が前記クラッチレバーに操作反力として順次作用するように構成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記反力付与手段は、第１のスプリングと、第１のスプリングよりもばね定数を小さくかつセット荷重を大きく設定されて第１のスプリングに直列に接続される第２のスプリングとを有し、前記クラッチレバーの操作量が所定値以下の範囲では前記クラッチレバーに第１のスプリングによる弾発力を付与し、前記クラッチレバーの操作量が所定値を超える範囲では前記クラッチレバーに第１および第２のスプリングによる弾発力を付与するように構成されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記反力付与手段は、固定のシリンダ体と、前記クラッチチレバーに連動するようにして前記シリンダ体に摺動可能に嵌合される第１のピストンと、第１のピストンとの間に前記第１のスプリングが設けられるようにして前記シリンダ体に摺動可能に嵌合される第２のピストンとを含み、第２のピストンおよび前記シリンダ体間に第２のスプリングが設けられることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、第１のピストンに同軸にかつ一体に設けられる軸部を摺動可能に嵌合せしめるガイド孔を形成する筒部が第２のピストンに一体に設けられ、圧縮コイルスプリングである第２のスプリングの一端部に前記筒部が挿入されることを第４の特徴とする。

さらに本発明は、第３または第４の特徴の構成に加えて、圧縮コイルスプリングである第１のスプリングの一端が第１のピストンに当接され、第２のピストンに、第１のスプリングの他端部を挿入せしめる保持凹部が設けられることを第５の特徴とする。

なお実施の形態の電動モータ１７が本発明のアクチュエータに対応し、実施の形態のレバー角センサが本発明の操作量検出手段に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、クラッチレバーに反発力を付与する反力付与手段が、ばね定数の異なる複数のスプリングを有し、操作量が大きくなる側へのクラッチレバーの操作時に各スプリングの弾発力がクラッチレバーに順次作用するので、クラッチレバーに作用する反力の特性を、各スプリングによる反力特性を組み合わせたものとし、クラッチレバーの操作力を油圧やワイヤでクラッチ装置側に伝達するようにしていた従来のものと同様な操作感覚を運転者に与えることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、反力付与手段が、直列に接続される第１および第２のスプリングを有し、クラッチレバーの操作量が所定値以下の範囲ではクラッチレバーに第１のスプリングによる弾発力を付与し、クラッチレバーの操作量が所定値を超える範囲では第１のスプリングよりもばね定数を小さくかつセット荷重を大きく設定された第２のスプリングおよび第１のスプリングによる弾発力をクラッチレバーに付与するので、クラッチスプリングの弾発力に抗してクラッチ装置を断・接作動させるまでと、それ以降とでのクラッチレバーの操作量および操作荷重の関係変化を実現することができる。

本発明の第３の特徴によれば、クラッチレバーに連動するようにして固定のシリンダ体に摺動可能に嵌合される第１のピストンと、シリンダ体に嵌合される第２のピストンとの間に第１のスプリングが設けられ、第２のピストンおよびシリンダ体間に第２のスプリングが設けられるので、クラッチレバーの操作力を油圧でクラッチ装置側に伝達するようにしていた従来のもので用いていたマスタシリンダの一部を利用して反力付与手段を構成することができ、専用の部品を最初から作成する場合に比べてコスト低減を図ることができる。

本発明の第４の特徴によれば、第１のピストンが同軸かつ一体に有する軸部を摺動可能に嵌合せしめるガイド孔を形成する筒部が第２のピストンに一体に設けられ、第２のスプリングの一端部に筒部が挿入されるので、第１のピストンのシリンダ体内での摺動円滑化および第２のスプリングの一端部の位置決めを、専用部品を用いることのない簡単な構造で実現することができる。

本発明の第５の特徴によれば、一端を第１のピストンに当接せしめた第１のスプリングの他端部を挿入せしめる保持凹部が、第２のピストンに設けられるので、第１のスプリングの他端部の位置決めを、専用部品を用いることのない簡単な構造で実現することができる。

電子クラッチ制御装置の構成を示す系統図である。 クラッチレバーおよび反力付与手段付近の斜視図である。 反力付与手段の縦断面図である。 第１および第２のスプリングの荷重特性線図である。 クラッチレバーの操作荷重特性線図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の実施例について図１〜図５を参照しながら説明すると、先ず図１において、クラッチ装置１１は、たとえば自動二輪車のエンジンおよび変速機間に設けられるものであり、スレーブシリンダ１２で軸方向に駆動されるロッド１３の軸方向作動に応じて前記エンジンおよび前記変速機間の動力伝達の断・接を切換える。またスレーブシリンダ１２には、リザーバ１４が接続されたマスタシリンダ１５が電磁開閉弁１６を介して接続されており、マスタシリンダ１５はアクチュエータである電動モータ１７が発揮する動力で駆動される。

図２を併せて参照して、自動二輪車のバーハンドル２１のたとえば左端部には、運転者が左手で握るグリップ２２が設けられ、該グリップ２２に内方側から隣接する位置に配置されるスイッチケース２３が前記バーハンドル２１に設けられる。またスイッチケース２３を前記グリップ２２との間に挟む位置で前記バーハンドル２１に固定されるレバーホルダ２４に、レバーベース２５と、該レバーベース２５に連結されるノッカ２６とがレバー支持ボルト２７を介して回動可能に支承され、クラッチレバー２８が、前記グリップ２２を握った左手で回動操作することを可能として前記レバーベース２５に連結される。

前記レバーホルダ２４には、前記クラッチレバー２８に操作反力を付与するための反力付与手段３０の一部を構成するシリンダ体３１が一体に形成されており、このシリンダ体３１から突出されたプッシュロッド２９の突出端に前記ノッカ２６が連結される。而してクラッチレバー２８を回動操作したときに、そのクラッチレバー２８とともにレバーベース２５が回動するのに応じて前記プッシュロッド２９がノッカ２６で軸方向に駆動されることになる。この際、レバー支持ボルト２７の中心からクラッチレバー２８の操作荷重作用点までの長さと、前記レバー支持ボルト２７の中心から前記プッシュロッド２９へのノッカ２６の連結点までの長さとの比（レバー比）だけ、クラッチレバー２８に加えられた操作荷重が倍加されて前記プッシュロッド２９に作用することになる。

またクラッチレバー２８の操作量を検出する操作量検出手段であるレバー角センサ３２が、前記クラッチレバー２８および前記レバーベース２５の回動量を検出するようにして前記レバーホルダ２４に取付けられる。

再び図１において、前記レバー角センサ３２で検出されるクラッチレバー２８の操作量すなわち回動操作量は電子制御ユニット１８に入力され、この電子制御ユニット１８は、レバー角センサ３２の検出値に基づいて電動モータ１７の作動を制御する。また電動モータ１７の作動量を検出するセンサ３３の検出値が電子制御ユニット１８に入力され、マスタシリンダ１５およびスレーブシリンダ１２間に介設される電磁開閉弁１６の作動も電子制御ユニット１８で制御される。

図３において、反力付与手段３０は、ばね定数の異なる複数たとえば第１および第２のスプリング３５，３６を有するものであり、回動操作量が大きくなる側への前記クラッチレバー２８の操作時に第１および第２のスプリング３５，３６の弾発力が前記クラッチレバー２８に操作反力として順次作用するように構成される。この実施例では、第１のスプリング３５と、第１のスプリング３５よりもばね定数を小さくかつセット荷重を大きく設定されて第１のスプリング３５に直列に接続される第２のスプリング３６とが、レバーホルダ２４と一体である前記シリンダ体３１内に収容されており、反力付与手段３０は、クラッチレバー２８の操作量が所定値以下の範囲ではクラッチレバー２８に第１のスプリング３５による弾発力を反力として付与し、クラッチレバー２８の操作量が所定値を超える範囲では前記クラッチレバー２８に第１および第２のスプリング３５，３６による弾発力を反力として付与するように構成されるものであり、前記シリンダ体３１、第１および第２のスプリング３５，３６に加えて、第１および第２のピストン３７，３８を有する。

前記シリンダ体３１は、一端を開放するとともに他端を蓋部材３９で閉じるようにして有底円筒状に構成されており、このシリンダ体３１には、その開放端側から順に第１孔４０、第１孔４０よりも小径の第２孔４１、第２孔４１よりも大径の第３孔４２が同軸に連なるようにして設けられる。第１孔４０にはプッシュロッド２９が挿入され、該プッシュロッド２９の内端部を首振り可能に当接せしめる球面受け部４３を有する第１のピストン３７が第２孔４１に摺動可能に嵌合され、第２のピストン３８が第３孔４２に摺動可能に嵌合され、圧縮コイルスプリングである第１のスプリング３５が第１および第２のピストン３７，３８間に設けられ、圧縮コイルスプリングである第２のスプリング３６が前記蓋部材３９および第２のピストン３８間に設けられる。

前記プッシュロッド２９の中間部には、第１孔４０の内端部内周に弾発的に当接するブーツ４４が取付けられ、第１孔４０の内端内周には第１のピストン３７の第２孔４１からの離脱を阻止する止め輪４５が装着される。また第２孔４１および第３孔４２間でシリンダ体３１には環状段部４６が形成され、この環状段部４６には第２のピストン３８が当接可能である。

而して第１のスプリング３５は、図４で示すようなばね定数、すなわち小さなストロークでばね荷重が大きく変化するようにして比較的大きなばね定数を有するものであり、止め輪４５に当接した第１のピストン３７と、前記環状段部４６に当接した第２のピストン３８との間の距離よりも小さいか、わずかに大きな自由長を有するように形成されるものであり、第１のスプリング３５のセット荷重は「０」もしくはごく小さな値に設定される。

また第２のスプリング３６は、図４で示すようなばね定数、すなわち小さなストロークではばね荷重の変化が小さくなるようにして、第１のスプリング３５よりも小さなばね定数を有するものであり、環状段部４６に当接した第２のピストン３８および蓋部材３９間の長さよりも大きな自由長を有することにより、第２のスプリング３６のセット荷重は大きな値ＳＬに設定されている。

ところで第１のピストン３７には軸部３７ａが同軸にかつ一体に設けられており、その軸部３７ａを摺動可能に嵌合せしめるガイド孔４７を形成する筒部３８ａが第２のピストン３８に一体に設けられ、第２のスプリング３６の一端部に前記筒部３８ａが挿入される。また一端を第１のピストン３７に当接せしめた第１のスプリング３５の他端部を挿入せしめる横断面円形の保持凹部４８が第２のピストン３８に設けられる。

ところで前記筒部３８ａの先端部には、第１のピストン３７の摺動動作を円滑化するための空気抜き孔４９が設けられる。またシリンダ体３１の他端を閉じる蓋部材３９には、第１および第２のピストン３７，３８の摺動動作を円滑化するための空気抜き孔５０が設けられることが望ましい。但し、第２ピストン３８の外周および第３孔４２の内周間に、第２ピストン３８の外周および第３孔４２の内周のいずれか一方に設けられる溝による空気抜き通路が、前記空気抜き孔５０に代えて形成されるようにしてもよく、このようにすれば、空気抜き孔５０に比べると水等が第３孔４２内に侵入することを防止することができる。

このような反力付与手段３０では、クラッチレバー２８の操作によってプッシュロッド２９が押し込まれると、第１のピストン３７が第１のスプリング３５を撓ませながら移動するが、セット荷重が大きな値ＳＬに設定されている第２のスプリング３６が撓むことはなく第２のピストン３８は環状段部４６に当接したままである。この際のレバー操作荷重は、図５で示すように急激に立ち上がる。次いでレバー操作荷重が第２のスプリング３６のセット荷重ＳＬに達すると、第２のスプリング３６を撓ませながら第２のピストン３８の移動が開始されることになり、これ以降は、第１および第２のスプリング３５，３６の弾発力がクラッチレバー２８に反力として作用することになり、第２のスプリング３６のばね定数は第１のスプリング３５よりも小さいので荷重変化に応じて第２のスプリング３６が大きく撓むことになり、レバー操作荷重が前記セット荷重ＳＬに達して以降は、それまでよりも荷重変化量が小さくなる。

次にこの実施例の作用について説明すると、クラッチ装置１１を駆動する電動モータ１７が、クラッチレバー２８の操作量を検出するレバー角センサ３２の検出値に基づいて電子制御ユニット１８で制御されるのであるが、クラッチレバー２８には、ばね定数の異なる第１および第２のスプリング３５，３６を有する反力付与手段３０によって反力が付与されるものであり、該反力付与手段３０は、操作量が大きくなる側への前記クラッチレバー２８の操作時に第１および第２のスプリング３５，３６の弾発力が前記クラッチレバー２８に操作反力として順次作用するように構成されているので、クラッチレバー２８に作用する反力の特性を、第１および第２のスプリング３５，３６による反力特性を組み合わせたものとし、クラッチレバー２８の操作力を油圧やワイヤでクラッチ装置１１側に伝達するようにしていた従来のものと同様な操作感覚を運転者に与えることができる。

ところで、クラッチレバー２８の操作力を油圧でクラッチ装置１１側に伝達するようにしていた従来のものでは、図５の破線で示すようにレバー操作荷重が変化するものであり、初期のストローク範囲Ａでは、クラッチレバー２８およびクラッチマスタシリンダのプッシュロッド間の遊びによって荷重はほぼ一定であり、次のストローク範囲Ｂは、油圧ホースの撓み等の遊びを吸収するようにして荷重が比較的急激に大きくなり、その後のストローク範囲Ｃでは、クラッチ装置１１内のスプリング反力に対応してストローク範囲Ｂよりも荷重変化を緩やかにして荷重が大きくなり、荷重ＳＬに達したときに、クラッチ装置１１が動力伝達の断・接を切換えることになる。

図５で示すように、本発明に従えばクラッチレバー２８の操作荷重特性を、従来のものの荷重特性に類似したものとすることができ、従来のものと同様な操作感覚を運転者に与えることができる。

また反力付与手段３０は、第１のスプリング３５と、第１のスプリング３５よりもばね定数を小さくかつセット荷重を大きく設定されて第１のスプリング３５に直列に接続される第２のスプリング３６とを有し、クラッチレバー２８の操作量が所定値以下の範囲では前記クラッチレバー２８に第１のスプリング３５による弾発力を付与し、前記クラッチレバー２８の操作量が所定値を超える範囲では前記クラッチレバー２８に第１および第２のスプリング３５，３６による弾発力を付与するように構成されているので、クラッチ装置１１を断・接作動させるまでと、それ以降とでのクラッチレバー２８の操作量および操作荷重の関係変化を実現することができる。

しかも第１および第２のスプリング３５，３６として、ばね定数や自由長に基づく反力特性が安定する圧縮コイルスプリングとしたので、量産時のばらつきを抑えることができる。また第１および第２のスプリング３５，３６のばね荷重やセット荷重は自由に設定可能であり、ばね荷重やセット荷重を低く設定することによって図５の鎖線で示すように、クラッチレバー２８の操作荷重を従来のものに比べて大幅に低減することも可能であり、その際の荷重も従来のものと同じように変化させる特性を得ることができるので、操作感を損ねることはない。

またクラッチレバー２８に連動する第１のピストン３７が固定のシリンダ体３１に摺動可能に嵌合され、第１のピストン３７との間に第１のスプリング３５が設けられる第２のピストン３８がシリンダ体３１に摺動可能に嵌合され、第２のピストン３８およびシリンダ体３１間に第２のスプリング３６が設けられるので、クラッチレバー２８の操作力を油圧でクラッチ装置１１側に伝達するようにしていた従来のもので用いていたマスタシリンダの一部を利用して反力付与手段３０を構成することができ、専用の部品を最初から作成する場合に比べてコスト低減を図ることができる。

しかもこの実施例で用いたレバーホルダ２４、レバーベース２５、ノッカ２６およびプッシュロッド２９も、クラッチレバー２８の操作力を油圧でクラッチ装置１１側に伝達するようにしていた従来のものを流用可能であり、これによってもコスト低減を図ることができる。

また第１のピストン３７に同軸にかつ一体に設けられる軸部３７ａを摺動可能に嵌合せしめるガイド孔４７を形成する筒部３８ａが第２のピストン３８に一体に設けられ、圧縮コイルスプリングである第２のスプリング３６の一端部に前記筒部３８ａが挿入されるので、第１のピストン３７のシリンダ体３１内での摺動円滑化および第２のスプリング３６の一端部の位置決めを、専用部品を用いることのない簡単な構造で実現することができる。

さらに圧縮コイルスプリングである第１のスプリング３５の一端が第１のピストン３７に当接され、第２のピストン３８に、第１のスプリング３５の他端部を挿入せしめる保持凹部４８が設けられるので、第１のスプリング３５の他端部の位置決めを、専用部品を用いることのない簡単な構造で実現することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施の形態では、反力付与手段３０が第１および第２のスプリングを３５，３６を有するように構成されたが、ばね定数の異なる３以上の複数のスプリングを有するように反力付与手段が構成されていてもよく、そうすれば、図５の破線で示した従来の操作荷重特性により近似した操作荷重特性を得ることも可能である。

また圧縮コイルスプリングに代えてねじりばねを用いることも可能であり、その場合、ばね特性の安定性の上では圧縮コイルスプリングに比べて不利となるが、省スペース化を図ることができる。また異なるばね定数を有する複数の部分から成る単一のコイルスプリングを用いてもよく、そのようなコイルスプリングによっても同様の特性を得ることが可能である。

１１・・・クラッチ装置
１７・・・アクチュエータである電動モータ
１８・・・電子制御ユニット
２８・・・クラッチレバー
３０・・・反力付与手段
３１・・・シリンダ体
３２・・・操作量検出手段であるレバー角センサ
３５・・・第１のスプリング
３６・・・第２のスプリング
３７・・・第１のピストン
３７ａ・・・軸部
３８・・・第２のピストン
３８ａ・・・筒部
４７・・・ガイド孔
４８・・・保持凹部

Claims (5)

1. クラッチ装置（１１）を駆動するアクチュエータ（１７）と、クラッチレバー（２８）の操作量を検出する操作量検出手段（３２）と、該操作量検出手段（３２）の検出値に基づいて前記アクチュエータ（１７）の作動を制御する電子制御ユニット（１８）とを備える車両用電子クラッチ制御装置において、ばね定数の異なる複数のスプリング（３５，３６）を有して前記クラッチレバー（２８）に操作反力を付与する反力付与手段（３０）を含み、該反力付与手段（３０）は、操作量が大きくなる側への前記クラッチレバー（２８）の操作時に前記各スプリング（３５，３６）の弾発力が前記クラッチレバー（２８）に操作反力として順次作用するように構成されることを特徴とする車両用電子クラッチ制御装置。
2. 前記反力付与手段（３０）は、第１のスプリング（３５）と、第１のスプリング（３５）よりもばね定数を小さくかつセット荷重を大きく設定されて第１のスプリング（３５）に直列に接続される第２のスプリング（３６）とを有し、前記クラッチレバー（２８）の操作量が所定値以下の範囲では前記クラッチレバー（２８）に第１のスプリング（３５）による弾発力を付与し、前記クラッチレバー（２８）の操作量が所定値を超える範囲では前記クラッチレバー（２８）に第１および第２のスプリング（３５，３６）による弾発力を付与するように構成されることを特徴とする請求項１記載の車両用電子クラッチ制御装置。
3. 前記反力付与手段（３０）は、固定のシリンダ体（３１）と、前記クラッチチレバー（２８）に連動するようにして前記シリンダ体（３１）に摺動可能に嵌合される第１のピストン（３７）と、第１のピストン（３７）との間に前記第１のスプリング（３５）が設けられるようにして前記シリンダ体（３１）に摺動可能に嵌合される第２のピストン（３８）とを含み、第２のピストン（３８）および前記シリンダ体（３１）間に第２のスプリング（３６）が設けられることを特徴とする請求項２記載の車両用電子クラッチ制御装置。
4. 第１のピストン（３７）に同軸にかつ一体に設けられる軸部（３７ａ）を摺動可能に嵌合せしめるガイド孔（４７）を形成する筒部（３８ａ）が第２のピストン（３８）に一体に設けられ、圧縮コイルスプリングである第２のスプリング（３６）の一端部に前記筒部（３８ａ）が挿入されることを特徴とする請求項３記載の車両用電子クラッチ制御装置。
5. 圧縮コイルスプリングである第１のスプリング（３５）の一端が第１のピストン（３７）に当接され、第２のピストン（３８）に、第１のスプリング（３５）の他端部を挿入せしめる保持凹部（４８）が設けられることを特徴とする請求項３または４記載の車両用電子クラッチ制御装置。