JP2019105333A

JP2019105333A - 車両の動力伝達装置

Info

Publication number: JP2019105333A
Application number: JP2017239008A
Authority: JP
Inventors: 慎悟小田; Shingo Oda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-06-27

Abstract

【課題】手動変速機の操作完了後にクラッチペダルを操作することによってクラッチを継合させた際に大きなガタ打ち音が発生することを抑制可能な車両の動力伝達装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る車両の動力伝達装置は、エンジンと、手動変速機と、クラッチと、運転者がクラッチの状態を操作するためのクラッチペダルと、クラッチペダルの操作量に応じてクラッチを制御するクラッチアクチュエータと、クラッチペダルの操作に拘わらずクラッチアクチュエータを制御する制御装置と、を備える車両の動力伝達装置において、制御装置は、手動変速機の操作が完了するのに応じて、クラッチアクチュエータを制御することによってクラッチを半継合状態で待機させ、クラッチペダルの操作入力が半継合位置より継合側になるのに応じて、クラッチペダルの操作とクラッチアクチュエータの制御とを同期させてクラッチを完全継合する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の動力伝達装置に関する。

特許文献１には、エンジンと、手動変速機と、エンジンと手動変速機との間に設けられたクラッチと、運転者がクラッチの状態を操作するためのクラッチペダルと、クラッチペダルの操作量に応じてクラッチを制御するクラッチアクチュエータと、クラッチペダルの操作に拘わらずクラッチアクチュエータを制御する制御装置と、を備える車両の動力伝達装置が記載されている。

特開２０１７−１２９２５７号公報

特許文献１に記載の車両の動力伝達装置によれば、手動変速機の操作完了後にクラッチペダルを操作することによってクラッチを継合させた場合、クラッチ伝達トルクが短時間で急激に上昇するために、大きなガタ打ち音が発生する可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、手動変速機の操作完了後にクラッチペダルを操作することによってクラッチを継合させた際に大きなガタ打ち音が発生することを抑制可能な車両の動力伝達装置を提供することにある。

本発明に係る車両の動力伝達装置は、エンジンと、手動変速機と、エンジンと手動変速機との間に設けられたクラッチと、運転者がクラッチの状態を操作するためのクラッチペダルと、クラッチペダルの操作量に応じてクラッチを制御するクラッチアクチュエータと、クラッチペダルの操作に拘わらずクラッチアクチュエータを制御する制御装置と、を備える車両の動力伝達装置において、前記制御装置は、前記手動変速機の操作が完了するのに応じて、前記クラッチアクチュエータを制御することによって前記クラッチを半継合状態で待機させ、前記クラッチペダルの操作入力が半継合位置より継合側になるのに応じて、前記クラッチペダルの操作と前記クラッチアクチュエータの制御とを同期させて前記クラッチを完全継合することを特徴とする。

本発明に係る車両の動力伝達装置によれば、手動変速機の操作完了後にクラッチペダルを操作することによってクラッチを継合させた際、クラッチ伝達トルクが短時間で急激に上昇することを抑制するので、大きなガタ打ち音が発生することを抑制できる。

図１は、本発明が適用される車両の構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である継合制御処理の流れを示すフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態である継合制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図４は、従来の継合制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図５は、本発明の一実施形態である継合制御処理及び従来の継合制御処理を実行した際の回転方向ガタ量を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である車両の動力伝達装置の構成及びその動作について説明する。

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明が適用される車両の構成について説明する。

図１は、本発明が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明が適用される車両１０は、エンジン１２と、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６と、を備えている。動力伝達装置１６は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成する手動変速機１８、エンジン１２と手動変速機１８との間の動力伝達経路を断接するクラッチ２０、クラッチ２０の継合と解放とを切り替えるクラッチアクチュエータ２２、手動変速機１８の出力軸２４に連結されたプロペラシャフト２６、プロペラシャフト２６に連結された差動歯車装置２８、差動歯車装置２８に連結された１対の車軸３０等を備えている。動力伝達装置１６において、エンジン１２から出力される動力は、クラッチ２０、手動変速機１８、プロペラシャフト２６、差動歯車装置２８、及び車軸３０等を順次介して駆動輪１４に伝達される。

エンジン１２は、車両１０の駆動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン１２は、後述する電子制御装置５０によって吸入空気量、燃料供給量、及び点火時期等の運転状態が制御されることによりエンジントルクが制御される。

手動変速機１８は、例えば常時噛み合う複数対の変速ギヤを２軸間に備える公知の平行軸式常時噛合型の手動変速機である。手動変速機１８は、車両１０の運転席近傍に設けられたシフトレバー３２の手動操作によって、前進ギヤ段(例えば前進５段)、後進ギヤ段(例えば後進１段)、及びニュートラルのうちの何れかが選択的に成立させられる。

クラッチ２０は、例えば公知の乾式単板の摩擦クラッチであり、電子制御装置５０によってクラッチアクチュエータ２２が駆動させられることによりレリーズスリーブが移動させられてダイヤフラムスプリングの内端部が変位させられることで作動状態が切り替えられる。クラッチ２０は、クラッチアクチュエータ２２によるレリーズスリーブの移動がなされていない状態では継合され、エンジン１２と手動変速機１８との間の動力伝達経路を接続する。一方、クラッチ２０は、クラッチアクチュエータ２２によってレリーズスリーブが移動させられると、レリーズスリーブがダイヤフラムスプリングの内周端を押圧する。これに伴い、ダイヤフラムスプリングの付勢力が低下して、クラッチ２０のトルク容量が低下する。そして、レリーズスリーブの移動位置が所定量に到達するとクラッチ２０が解放されて、エンジン１２と手動変速機１８との間の動力伝達経路を切断(遮断)する。このように、クラッチ２０は、クラッチアクチュエータ２２によって作動状態が切り替えられることで、エンジン１２と手動変速機１８との間の動力伝達経路(すなわち、エンジン１２のクランク軸３４と手動変速機１８の入力回転部材である入力軸３６との間の動力伝達経路)を断接可能に設けられている。

クラッチ２０は、車両１０の運転席近傍に設けられたクラッチペダル３８が踏み込み操作されたクラッチペダル操作量に基づいて電子制御装置５０によってクラッチアクチュエータ２２が駆動させられることにより作動状態が切り替えられ得る。クラッチ２０は、クラッチペダル３８が踏み込まれるとスリップ又は解放させられ、クラッチペダル３８の踏み込みが解除されると継合される。また、クラッチ２０は、クラッチペダル３８の操作に拘わらず電子制御装置５０によってクラッチアクチュエータ２２が駆動させられることにより作動状態が切り替えられ得る。例えばクラッチ２０は、クラッチペダル３８が踏み込まれていなくても、クラッチアクチュエータ２２によってレリーズスリーブが移動させられることで、スリップ又は解放させられ得る。クラッチアクチュエータ２２は、電気式又は油圧式であり、その作動により変化させられるレリーズスリーブの移動位置に応じて、クラッチ２０のトルク容量が制御される。

車両１０は、例えばクラッチ２０の作動状態の切替制御等に関連する動力伝達装置１６の制御装置を含む電子制御装置５０を備えている。電子制御装置５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。また、電子制御装置５０には、車両１０が備える各種センサ(例えば車速センサ６０、シフトポジションセンサ６２、クラッチＯＮ点センサ７０、クラッチペダルポジションセンサ７２等)により検出された検出信号が入力される。

このような構成を有する車両１０では、電子制御装置５０が、以下に示す継合制御処理を実行することにより、手動変速機１８の操作完了後にクラッチペダル３８を操作することによってクラッチ２０を係合させた際に大きなガタ打ち音が発生することを抑制する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、この継合制御処理を実行する際の電子制御装置５０の動作について説明する。

〔継合制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態である継合制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、車両１０のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングでスタートとなり、継合制御処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、電子制御装置５０が、車速センサ６０及びクラッチＯＮ点センサ７０の検出信号に基づいて、車速が０ｋｍ／ｈ以上であり、且つ、クラッチペダル３８の操作によってクラッチ２０がオン（解放）されているか否かを判別する。判別の結果、車速が０ｋｍ／ｈ以上であり、且つ、クラッチペダル３８の操作によってクラッチ２０がオンされている場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、電子制御装置５０は、継合制御処理をステップＳ２の処理に進める。一方、車速が０ｋｍ／ｈ以上でない、又は、クラッチペダル３８の操作によってクラッチ２０がオンされていない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、電子制御装置５０は、所定の制御周期が経過した後、再度ステップＳ１の処理を実行する。

ステップＳ２の処理では、電子制御装置５０が、シフトポジションセンサ６２の検出信号に基づいて、手動変速機１８の操作が完了（シフト完了）しているか否かを判別する。判別の結果、手動変速機１８の操作が完了している場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、電子制御装置５０は、継合制御処理をステップＳ３の処理に進める。一方、手動変速機１８の操作が完了していない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、電子制御装置５０は、継合制御処理をステップＳ１の処理に戻す。

ステップＳ３の処理では、電子制御装置５０が、クラッチアクチュエータ２２を駆動することによってクラッチトルクを伝達することにより、クラッチ２０を半継合状態に制御する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、継合制御処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、電子制御装置５０が、クラッチペダルポジションセンサ７２の検出信号に基づいて、クラッチペダル３８の操作入力が半継合位置（半クラッチ位置）より継合側になったか否かを判別する。判別の結果、クラッチペダル３８の操作入力が半継合位置より継合側になった場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、電子制御装置５０は、継合制御処理をステップＳ５の処理に進める。一方、クラッチペダル３８の操作入力が半継合位置より継合側になっていない場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、電子制御装置５０は、継合制御処理をステップＳ１の処理に戻す。

ステップＳ５の処理では、電子制御装置５０は、クラッチペダル３８及びクラッチアクチュエータ２２のストロークを同期させてクラッチ２０を完全継合する。換言すれば、電子制御装置５０は、クラッチペダル３８の操作とクラッチアクチュエータ２２の制御とを同期させてクラッチ２０を完全継合する。これにより、電子制御装置５０は、所定の制御周期が経過した後、再度ステップＳ１の処理を実行する。

〔効果〕
最後に、図３〜図５を参照して、本発明の一実施形態である継合制御処理の効果について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態である継合制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図４（ａ）〜（ｄ）は、従来の継合制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図５（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態である継合制御処理及び従来の継合制御処理を実行した際の回転方向ガタ量を説明するための図である。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、従来の継合制御処理では、手動変速機１８の操作完了後にクラッチペダル３８を操作することによってクラッチ２０を継合させた場合、クラッチ伝達トルクが短時間で急激に上昇する（時間ｔ＝ｔ４〜ｔ５、点Ａ’と点Ｂ’との間）。結果、図５（ｂ）に示すように、点Ａ’と点Ｂ’との間でガタ詰まりが短い時間で発生し、大きなガタ打ち音が発生する。これに対して、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、本発明の一実施形態である継合制御処理では、手動変速機１８の操作が完了するのに応じて（時間ｔ＝ｔ１、点Ａ）、電子制御装置５０が、クラッチアクチュエータ２２を制御することによってクラッチ２０を半継合（半クラッチ）状態で待機させ（時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３、点Ｃ）、クラッチペダル３８の操作入力が半継合位置（半クラッチ位置）より継合側になるのに応じて（時間ｔ＝ｔ３、点Ｂ）、クラッチペダル３８の操作とクラッチアクチュエータ２２の制御とを同期させてクラッチ２０を完全継合する。結果、図５（ａ）に示すように、点Ａと点Ｃとの間でプレトルクにより点Ａと点Ｂとの間のガタ詰めを行うことができるので、クラッチ伝達トルクが短時間で急激に上昇することを抑制してガタ打ち音を低減することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１０車両
１２エンジン
１８手動変速機
２０クラッチ
２２クラッチアクチュエータ
３８クラッチペダル
５０電子制御装置

Claims

エンジンと、手動変速機と、エンジンと手動変速機との間に設けられたクラッチと、運転者がクラッチの状態を操作するためのクラッチペダルと、クラッチペダルの操作量に応じてクラッチを制御するクラッチアクチュエータと、クラッチペダルの操作に拘わらずクラッチアクチュエータを制御する制御装置と、を備える車両の動力伝達装置において、
前記制御装置は、前記手動変速機の操作が完了するのに応じて、前記クラッチアクチュエータを制御することによって前記クラッチを半継合状態で待機させ、前記クラッチペダルの操作入力が半継合位置より継合側になるのに応じて、前記クラッチペダルの操作と前記クラッチアクチュエータの制御とを同期させて前記クラッチを完全継合することを特徴とする車両の動力伝達装置。