JP2019183873A - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止中のクラッチ過熱を抑制することができる車両の動力伝達装置を提供すること。【解決手段】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、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、を備えた車両の動力伝達装置において、ブレーキと半クラッチとが同時に使用されている場合に、クラッチアクチュエータトルクと、勾配に起因する車両トルクとの合算値が、ブレーキトルクよりも小さい場合には、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にする。【選択図】図２

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、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、を備えた車両の動力装置が開示されている。

特開２０１７−１２９２５７号公報

発進時に走行負荷の所定値超えが一定時間継続するような場合のクラッチ発熱抑制制御が知られているが、車両停止中のクラッチ過熱に対して、従来のクラッチ発熱抑制制御でもクラッチの半係合状態が継続すると、クラッチ過熱が継続してしまうといった問題が生じる。

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、車両停止中のクラッチ過熱を抑制することができる車両の動力伝達装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、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、前記エンジンと前記手動変速機との間に設けられたクラッチと、クラッチペダルと、前記クラッチペダルの操作量に応じて前記クラッチを制御するクラッチアクチュエータと、前記クラッチペダルの操作に拘らず前記クラッチアクチュエータを制御する制御装置と、を備えた車両の動力伝達装置において、ブレーキと半クラッチとが同時に使用されている場合に、クラッチアクチュエータトルクと、勾配に起因する車両トルクとの合算値が、ブレーキトルクよりも小さい場合には、前記クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］に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は、ドライバーによる発進意思が無く、勾配もふまえた車両が動かない状況であれば、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にしても車両は動かないため、車両停止中のクラッチ過熱を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る電子制御装置が実施する制御の一例を示したフローチャートである。

以下に、本発明に係る車両の動力伝達装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る車両１０の概略構成を示す図である。図１において、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変速機１８、エンジン１２と変速機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の係合と解放とを切り替えるクラッチアクチュエータ２２、変速機１８の出力回転部材である変速機出力軸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などを備えている。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（特に区別しない場合にはトルクや力も同義）は、クラッチ２０、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などを順次介して駆動輪１４へ伝達される。

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などの公知の内燃機関である。このエンジン１２は、電子制御装置５０によって、吸入空気量、燃料供給量、及び、点火時期など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。

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。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（不図示）が移動させられて、ダイヤフラムスプリング（不図示）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係合されて、エンジン１２と変速機１８との間の動力伝達経路を接続する。一方で、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（クラッチ位置ＰＯＳｃｌ）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と変速機１８との間の動力伝達経路を遮断する。

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によって、エンジン１２と変速機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、変速機１８の入力回転部材である変速機入力軸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θｃｌｐ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または解放させられ、クラッチペダル３８の踏み込みが解除されると係合される。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によって、スリップまたは解放させられ得る。クラッチアクチュエータ２２は、電気式または油圧式であり、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（クラッチ位置ＰＯＳｃｌ）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など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、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び、入出力インターフェースなど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いる。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。例えば、電子制御装置５０は、エンジン１２の出力制御、及び、クラッチ２０の切替制御などを実行するようになっており、エンジン制御部５２及びクラッチ制御部５４を備えている。

車両１０は、例えば、エンジン回転速度センサ６０、入力回転速度センサ６２、出力回転速度センサ６４、アクセル開度センサ６６、スロットル弁開度センサ６８、クラッチ位置センサ７０、クラッチペダルセンサ７２、及び、勾配センサ８０などの各種センサを備えている。クラッチペダルセンサ７２としては、例えば、クラッチストロークセンサなどペダル操作状態が検出可能なものを用いることができる。また、勾配センサ８０は、車両１０が走行または停止している路面の勾配を検出するものであり、車両１０の前後方向の傾きに基づいて、車両１０が走行または停止している路面の勾配を検出する。勾配センサ８０としては、例えば、車両前後加速度の検出を行う加速度センサ、自車位置情報などの把握が可能なＧＰＳなどを利用すればよい。

そして、電子制御装置５０には、各種センサによって検出された検出信号、例えば、エンジン回転速度Ｎｅ、変速機入力回転速度Ｎｉ、変速機出力回転速度Ｎｏ、アクセル開度θａｃｃ、スロットル弁開度θｔｈ、クラッチ位置ＰＯＳｃｌ、クラッチペダル操作量θｃｌｐ、及び、路面の勾配θｒｄなどに関する信号が、それぞれ供給される。

また、電子制御装置５０からは、エンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓｅ、クラッチ２０の作動状態の切替制御のためのクラッチ制御指令信号Ｓｃｌなどが、それぞれ出力される。このクラッチ制御指令信号Ｓｃｌは、クラッチ２０の作動状態を切り替えるレリーズスリーブを目標となるクラッチ位置ＰＯＳｃｌへ移動させるための指令信号であり、クラッチアクチュエータ２２へ出力される。

ブレーキ制御装置９０は、車両１０の制動を制御する。ブレーキ制御装置９０は、ブレーキペダルセンサ９４が検出したブレーキペダル操作量θｂｐに基づいて、ブレーキペダル９２の操作を検知すると、ブレーキペダル操作量θｂｐに応じた制動力を発生するように車両１０の制動を制御する。

ここで、手動変速機を備えた車両においては、渋滞走行中に、ブレーキと半クラッチとを同時に使用して、発進時はブレーキを緩めるだけでゆっくり発進する使われ方があり、このとき、車両停止中はクラッチが擦られ続けるため、異常な過熱、すべり、早期摩耗などが発生する。

図２は、実施形態に係る電子制御装置５０が実施する制御の一例を示したフローチャートである。

まず、電子制御装置５０は、ブレーキと半クラッチとを同時に使用しているか判断する（ステップＳ１）。ブレーキと半クラッチとを同時に使用していないと判断した場合（ステップＳ１でＮｏ）、電子制御装置５０は、制御対象外のため一連の制御を終了する。ブレーキと半クラッチとを同時に使用していると判断した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、電子制御装置５０は、過熱状態に至る可能性があるため、ステップＳ２に進む。

そして、電子制御装置５０は、停止中か？（変速中や速度コントロール中ではないか？）を判断する（ステップＳ２）。停止中ではない（変速中や速度コントロール中である）と判断した場合（ステップＳ２でＮｏ）、電子制御装置５０は、変速中時のブレーキングシフトダウンや渋滞中の発進中はドライバーの意思として、一連の制御を終了する。停止中である（変速中や速度コントロール中ではない）と判断した場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、電子制御装置５０は、停止中であれば、発進しようという意思があるのかを判断するため、ステップＳ３に進む。

そして、電子制御装置５０は、クラッチペダル３８、または、ブレーキペダル９２を変化させているかを判断する（ステップＳ３）。クラッチペダル３８、及び、ブレーキペダル９２を変化させていないと判断した場合（ステップＳ３でＮｏ）、電子制御装置５０は、停止中にクラッチ過熱の可能性があるため、クラッチアクチュエータトルク抜き可否判断を行うため、ステップＳ４へ進む。一方、クラッチペダル３８、または、ブレーキペダル９２を変化させていると判断した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、電子制御装置５０は、発進の意思があるかを判断するため、ステップ５へ進む。

ステップＳ４にて、電子制御装置５０は、上り勾配か？（平坦路及び下り勾配ではない？）を判断する（ステップＳ４）。上り勾配ではない（平坦路または下り勾配である）と判断した場合（ステップＳ４でＮｏ）、電子制御装置５０は、平坦路か下り勾配であるため、クラッチアクチュエータトルク＋下り勾配以上のブレーキ力があり、車両１０が動かないことから、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にして（ステップＳ６）、車両停止中のクラッチ過熱を抑制し、一連の制御を終了する。一方、上り勾配である（平坦路及び下り勾配ではない）と判断した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、電子制御装置５０は、発進の意思があるかを判断するため、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５にて、電子制御装置５０は、ブレーキ力＜（クラッチペダルトルク＋勾配（下りプラス））であるかを判断する（ステップＳ５）。なお、クラッチアクチュエータトルクは実際のクラッチ伝達トルクであり、クラッチペダルトルクはドライバーの要求トルクである。ブレーキ力≧（クラッチペダルトルク＋勾配（下りプラス））であると判断した場合（ステップＳ５でＮｏ）、電子制御装置５０は、発進の意思なしと判断し、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にして（ステップＳ７）、車両停止中のクラッチ過熱を抑制し、一連の制御を終了する。一方、ブレーキ力＜（クラッチペダルトルク＋勾配（下りプラス））であると判断した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、電子制御装置５０は、発進の意思ありと判断し、クラッチアクチュエータトルクをクラッチペダルトルクとして（ステップＳ８）、一連の制御を終了する。

このように、実施形態に係る動力伝達装置１６は、ブレーキと半クラッチとが同時に使用されている場合に、クラッチアクチュエータトルクと、勾配に起因する車両トルクとの合算値（クラッチペダルトルク＋勾配（下りプラス））が、ブレーキトルク（ブレーキ力）よりも小さい場合には、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にする。これにより、ドライバーによる発進意思が無く、勾配もふまえた車両１０が動かない状況であれば、クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にしても車両１０は動かないため、車両停止中のクラッチ過熱を抑制することができる。

１０ 車両
１２ エンジン
１６ 動力伝達装置
１８ 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
５４ クラッチ制御部
８０ 勾配センサ
９０ ブレーキ制御装置
９２ ブレーキペダル

Claims (1)

1. エンジンと、
   手動変速機と、
   前記エンジンと前記手動変速機との間に設けられたクラッチと、
   クラッチペダルと、
   前記クラッチペダルの操作量に応じて前記クラッチを制御するクラッチアクチュエータと、
   前記クラッチペダルの操作に拘らず前記クラッチアクチュエータを制御する制御装置と、
   を備えた車両の動力伝達装置において、
   ブレーキと半クラッチとが同時に使用されている場合に、クラッチアクチュエータトルクと、勾配に起因する車両トルクとの合算値が、ブレーキトルクよりも小さい場合には、前記クラッチアクチュエータトルクを０［Ｎｍ］にすることを特徴とする車両の動力伝達装置。

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