JP2018135802A

JP2018135802A - 制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JP2018135802A
Application number: JP2017030752A
Authority: JP
Inventors: 祐久福田; Yoshihisa Fukuda
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】クラッチ急接によるショックトルクの発生を効果的に防止する。【解決手段】エンジン回転数センサ５０と、車速センサ５２と、ストロークセンサ５４と、シフトポジションセンサ５３と、ＥＣＵ１００とを備え、ＥＣＵ１００は、車両１の停車状態が取得され、手動クラッチ装置２０の断状態が取得され、且つ、手動変速機４０のギヤイン状態が取得された際に、エンジン回転数Ｎｅが所定の閾値回転数を超えている場合には、エンジン回転数Ｎｅを閾値回転数以下に低下させる回転数制限制御を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関し、特に、マニュアルクラッチ装置（以下、単にクラッチ装置という）を備えた車両の発進時の制御に関する。

この種の装置として、例えば、特許文献１には、発進時等のクラッチ急接によるエンジン回転数の急上昇を防止すべく、クラッチ急接がなされた際にエンジンの回転数フィードバック制御の効きを低下させる技術が開示されている。

特開２０１４−００９６０４号公報

ところで、車両発進時にエンジン回転数が高い状態でクラッチ装置を急接すると、トランスミッションやデファレンシャルギヤ等の各駆動系要素に過大なトルク（以下、ショックトルクという）が入力され、これら各駆動系要素の破損を招く課題がある。また、ショックトルクによる破損を防止すべく、各駆動系要素の部品強度を上げると、コストの上昇や車両重量の増加等を招く課題もある。

本開示の技術は、クラッチ急接によるショックトルクの発生を効果的に防止することを目的とする。

本開示の装置は、駆動源からの動力が手動クラッチ装置を介して手動変速機に伝達される車両の制御装置であって、前記駆動源の出力回転数を取得する回転数取得手段と、前記車両が停車状態にあるか否かを取得する停車状態取得手段と、前記手動クラッチ装置が、少なくとも断状態にあるか否かを取得する断状態取得手段と、前記手動変速機がギヤイン状態にあるか否かを取得するギヤイン状態取得手段と、前記駆動源の出力回転数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記停車状態取得手段により前記車両の停車状態が取得され、前記断状態取得手段により前記手動クラッチ装置の断状態が取得され、且つ、前記ギヤイン状態取得手段により前記手動変速機のギヤイン状態が取得された際に、前記回転数取得手段により取得される出力回転数が所定の閾値回転数を超えている場合には、前記駆動源の出力回転数を前記閾値回転数以下に低下させる回転数制限制御を実行することを特徴とする。

また、前記閾値回転数は、前記手動変速機のギヤイン段が高くなるに従い低く設定されることが好ましい。

また、前記回転数制限制御は、前記手動クラッチ装置が断状態から接状態に切り替わると解除されることが好ましい。

本開示の方法は、駆動源からの動力が手動クラッチ装置を介して手動変速機に伝達される車両の制御方法であって、前記車両の停車時に、前記手動クラッチ装置が断状態とされ、且つ、前記手動変速機が所定のギヤ段にギヤインされた状態で、前記駆動源の出力回転数が所定の閾値回転数を超えている場合には、該駆動源の出力回転数を前記閾値回転数以下に低下させることを特徴とする。

本開示の技術によれば、クラッチ急接によるショックトルクの発生を効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置を搭載した車両の模式的な全体構成図である。本発明の一実施形態に係る回転数制限マップの一例を説明する模式図である。本発明の一実施形態に係る車両発進時の回転数制限処理を説明するフローチャートである。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る制御装置及び制御方法について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る制御装置を搭載した車両１の模式的な全体構成図である。エンジン１０のクランクシャフト１１には、クラッチ装置２０を介してマニュアルトランスミッション（以下、単にトランスミッション）４０のインプットシャフト４２が断接可能に接続されている。トランスミッション４０の変速機ケース４１内には、インプットシャフト４２、アウトプットシャフト４３、カウンタシャフト４４、これらシャフト４２〜４４に設けられた複数の変速ギヤ列４５、図示しないシンクロ機構等が配置されている。トランスミッション４０のアウトプットシャフト４３には、プロペラシャフト４７、デファレンシャルギヤ８０及び、左右の駆動軸８１（右駆動軸は図示を省略）を介して左右の駆動輪（何れも不図示）がそれぞれ接続されている。

また、車両１には、エンジン回転数センサ５０（回転数取得手段の一例）、アクセル開度センサ５１、車速センサ５２（停車状態取得手段の一例）、シフトポジション５３（ギヤイン状態取得手段の一例）、ストロークセンサ５４（断状態取得手段の一例）が設けられている。

エンジン回転数センサ５０は、クランクシャフト１１からエンジン回転数Ｎｅを取得する。アクセル開度センサ５１は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジン１０の燃料噴射量Ｑを取得する。車速センサ５２は、アウトプットシャフト４３又はプロペラシャフト４７から車両１の車速Ｖを取得する。シフトポジションセンサ５３は、シフト操作装置７２のシフト位置を検出する。ストロークセンサ５４は、後述するマスターシリンダ６０（ロッド６４）のストローク量を取得する。これら各種センサ類５０〜５４のセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１００に入力される。

クラッチ装置２０は、例えば、乾式・単板式のクラッチ装置であって、クラッチハウジング２１内には、クランクシャフト１１の出力側端及び、インプットシャフト４２の入力側端が配置されている。

インプットシャフト４２の入力端には、クラッチディスク２２が軸方向に移動可能に設けられている。クラッチディスク２２は、図示しないダンパースプリングと、クラッチフェーシング２３とを備えている。

クランクシャフト１１の出力端には、フライホイール１２が固定され、フライホイール１２の後側面には、クラッチカバー２４が設けられている。これらフライホイール１２とクラッチカバー２４との間には、プレッシャープレート２５及び、ダイヤフラムスプリング２６が配置されている。また、インプットシャフト４２のダイヤフラムスプリング２６よりも出力側には、ダイヤフラムスプリング２６の内周端に当接するレリーズベアリング２７が軸方向に移動可能に設けられている。

レリーズフォーク２８は、支点１９を中心に揺動可能に設けられており、クラッチハウジング２１内に収容された一端側をレリーズベアリング２７の非回転輪に接触させている。また、レリーズフォーク２８は、その他端側をクラッチハウジング２１の外側に突出させている。

クラッチハウジング２１の外側には、レリーズシリンダ３０が設けられている。レリーズシリンダ３０は、シリンダ本体３１の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン３２と、基端側をピストン３２に固定されると共に、先端側をレリーズフォーク２８に当接させたプッシュロッド３３と、シリンダ本体３１内に設けられてプッシュロッド３３をピストン３２とレリーズフォーク２８との間に保持させるスプリング３４とを備えている。レリーズシリンダ３０は、配管３５を介してマスターシリンダ６０に接続されている。

マスターシリンダ６０は、作動油を貯留するリザーブタンク６１と、シリンダ本体６２の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン６３と、基端側をピストン６３に固定されると共に、先端側をクラッチペダル７０に連結させたロッド６４と、油圧室内に設けられてピストン６３を付勢するリターンスプリング６５とを備えている。

クラッチ装置２０は、運転者がクラッチペダル７０を踏み込むと、マスターシリンダ６０からレリーズシリンダ３０に供給される作動油圧によりピストン３２がプッシュロッド３３と一体にストローク移動し、レリーズフォーク２８が図中反時計回りに回動してレリーズベアリング２７を押圧すことで、「接」から「断」に切り替えられるようになっている。

ＥＣＵ１００（制御手段）は、車両１の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ＥＣＵ１００は、エンジン制御部１１０と、回転数制限部１２０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

エンジン制御部１１０は、エンジン回転数Ｎｅやアクセルペダル（不図示）の踏み込み量に応じた要求トルク等に基づいて、エンジン１０の出力トルクが要求トルクとなるように燃料噴射量等をコントロールする各種エンジン制御を実行する。

回転数制限部１２０は、以下の３条件が成立した際に、エンジン回転数Ｎｅを所定の上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}以下に低下させる回転数制限制御を実行する。（１）車両１が「停車中」であること。（２）クラッチ装置２０が「断状態」であること。（３）トランスミッション４０が所定のギヤ段に「ギヤイン」していること。条件（１）については、車速センサ５２のセンサ値に基づいて判定し、条件（２）については、ストロークセンサ５４のセンサ値に基づいて判定し、条件（３）についは、シフトポジションセンサ５３のセンサ値に基づいて判定すればよい。

本実施形態において、回転数制限制御は、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶された回転数制限マップＭ（図２参照）に従い実行される。より詳しくは、回転数制限マップＭには、エンジン回転数Ｎｅと、クラッチ装置２０が接続された際にデファレンシャルギヤ８０やプロペラシャフト４７等（以下、単に駆動系要素という）に伝達される入力トルクＴとの関係が、トランスミッション４０の各ギヤ段に応じた複数の特性線１〜６により規定されている。

各特性線１〜６は、順に１速段から６速段にそれぞれ対応しており、ギヤ段が高くなるに従い傾き（エンジン回転数Ｎｅに対する入力トルクＴの値）が大きくなるように設定されている。また、高速段側（例えば、４〜６速段）の特性線４〜６は、クラッチ装置２０のクラッチ容量に応じた許容伝達トルクを超えるとフラット（横軸と略平行）となるように設定されている。

さらに、回転数制限マップＭには、駆動系要素の破損を引き起こす破損限界トルク線Ｔ_ｍａｘよりも安全率を考慮した分だけ低い位置に、上限閾値トルク線Ｔ_Ｔｈｖが設定されている。すなわち、回転数制限マップＭには、ギヤ段が高くなるに従いエンジン回転数Ｎｅを低く制限するギヤ段毎の上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}（ｎ＝１〜４）が設定されている。なお、図示例において、５速段及び６速段に上限閾値回転数が設定されていないのは、これら各ギヤ段に対応する特性線５，６が上限閾値トルク線Ｔ_Ｔｈｖに達するよりも前にクラッチ装置２０の許容伝達トルクを超える（フラットになる）ためである。

回転数制限部１２０は、上記条件（１）〜（３）の成立時に、回転数制限マップＭをエンジン回転数センサ５０から入力される実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔに基づいて参照し、実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔがギヤイン段に応じた上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}よりも高ければ、当該実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔが上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}以下に低下するように、エンジン１０の燃料噴射量等を減少させる回転数制限制御を実行する。

なお、回転数制限マップＭは、必ずしも図形化する必要はなく、数値化されたデータとしてＥＣＵ１００のメモリに記憶してもよい。また、特性線１〜６の本数は図示例に限定されず、トランスミッション４０のギヤ段数に応じて増減させればよい。

次に、図３のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る車両発進時の回転数制限処理について説明する。

ステップＳ１００では、車速センサ５２のセンサ値に基づいて、車速Ｖが０（Ｖ＝０）であるか否かが判定される。車速Ｖが０となる車両停車中（肯定）であれば、本制御はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、ストロークセンサ５４のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０が断状態であるか否かが判定される。クラッチ装置２０が断状態（肯定）であれば、本制御はステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、シフトポジションセンサ５３のセンサ値に基づいて、トランスミッション４０が所定のギヤ段にギヤインされているか否かが判定される。トランスミッション４０が所定のギヤ段にギヤインされている発進操作状態（肯定）であれば、本制御はステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、エンジン回転数センサ５０のセンサ値に基づいて、実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔがギヤイン段に応じた上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}よりも高いか否かが判定される。実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔが上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}よりも高い場合（肯定）、本制御はステップＳ１４０に進み回転数制限制御が実行される。

ステップＳ１４０では、実エンジン回転数Ｎｅ_Ａｃｔが上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}以下となるようにエンジン１０の燃料噴射量等を減少させる回転数制限制御が実行される。

ステップＳ１５０では、ストロークセンサ５４のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０が接状態に切り替えられたか否かが判定される。クラッチ装置２０が接状態に切り替えられていない場合（否定）、本制御はステップＳ１２０に戻される。一方、クラッチ装置２０が接状態に切り替えられていれば（肯定）、本制御はステップＳ１６０にて回転数制限制御を解除し、その後、リターンされる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、車両１の停車中に、クラッチ装置２０が断状態、且つ、トランスミッション４０が所定のギヤ段にギヤインしている状態で、エンジン回転数Ｎｅが上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}よりも高い場合には、エンジン回転数Ｎｅを上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}以下に低下させる回転数制限制御が実行されるようになっている。これにより、クラッチ急接によるショックトルクの発生を抑止することが可能となり、デファレンシャルギヤ８０やプロペラシャフト４７等の各駆動系要素の破損を効果的に防止することができる。

また、トランスミッション４０のギヤ段に応じて、ギヤイン段が高くなるほど上限閾値回転数Ｎｅ_{ｍａｘ＿ｎ}を低く設定することで、クラッチ接続時に入力トルクが大きくなる高速段発進に対しても、ショックトルクの発生を確実に抑止することができる。

また、各駆動系要素の強度を大きく確保する必要がなくなり、コスト上昇や車両重量の増加も効果的に抑止することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態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、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、クラッチ装置２０の断接状態を取得するセンサや、トランスミッション４０のギヤイン状態を取得するセンサは、ストロークセンサ５４やシフトポジションセンサ５３に限定されず、公知の他のセンサ類を用いてもよい。

また、車両１は駆動源としてエンジン１０を備えるものに限定されず、走行用モータ等を備えるハイブリッド車両であってもよい。

１０エンジン
１１クランクシャフト
２０クラッチ装置
２１クラッチハウジング
２２クラッチディスク
２３クラッチフェーシング
２４クラッチカバー
２５プレッシャープレート
２６ダイヤフラムスプリング
２７レリーズベアリング
２８レリーズフォーク
４０トランスミッション
５０エンジン回転数センサ
５１アクセル開度センサ
５２車速センサ
５３シフトポジションセンサ
５４ストロークセンサ
８０デファレンシャルギヤ
１００ＥＣＵ
１１０エンジン制御部
１２０回転数制限部

Claims

駆動源からの動力が手動クラッチ装置を介して手動変速機に伝達される車両の制御装置であって、
前記駆動源の出力回転数を取得する回転数取得手段と、
前記車両が停車状態にあるか否かを取得する停車状態取得手段と、
前記手動クラッチ装置が、少なくとも断状態にあるか否かを取得する断状態取得手段と、
前記手動変速機がギヤイン状態にあるか否かを取得するギヤイン状態取得手段と、
前記駆動源の出力回転数を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記停車状態取得手段により前記車両の停車状態が取得され、前記断状態取得手段により前記手動クラッチ装置の断状態が取得され、且つ、前記ギヤイン状態取得手段により前記手動変速機のギヤイン状態が取得された際に、前記回転数取得手段により取得される出力回転数が所定の閾値回転数を超えている場合には、前記駆動源の出力回転数を前記閾値回転数以下に低下させる回転数制限制御を実行する
ことを特徴とする制御装置。
前記閾値回転数は、前記手動変速機のギヤイン段が高くなるに従い低く設定される
請求項１に記載の制御装置。
前記回転数制限制御は、前記手動クラッチ装置が断状態から接状態に切り替わると解除される
請求項１又は２に記載の制御装置。
駆動源からの動力が手動クラッチ装置を介して手動変速機に伝達される車両の制御方法であって、
前記車両の停車時に、前記手動クラッチ装置が断状態とされ、且つ、前記手動変速機が所定のギヤ段にギヤインされた状態で、前記駆動源の出力回転数が所定の閾値回転数を超えている場合には、該駆動源の出力回転数を前記閾値回転数以下に低下させる
ことを特徴とする制御方法。