JP2020060212A - クラッチバイワイヤシステム搭載車両 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ係合タイミングが運転者の意図とずれることを抑制することができるクラッチバイワイヤシステム搭載車両を提供すること。【解決手段】運転者によるクラッチペダルの操作に応じて、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの係合及び解放を電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを備えたクラッチバイワイヤシステム搭載車両であって、クラッチペダル操作速度が所定速度以上の場合に、クラッチペダル操作速度が所定速度未満の場合と比較して、クラッチ解放後のクラッチアクチュエータストローク量を小さくする。【選択図】図５

Description

本発明は、クラッチバイワイヤシステム搭載車両に関する。

特許文献１には、クラッチバイワイヤシステム搭載車両において、車速に応じて、クラッチペダルストロークとクラッチアクチュエータストロークとの関係を変更することによって、ドライバビリティを向上させることが開示されている。

特開２００９−２２２０６８号公報

クラッチバイワイヤシステム搭載車両においては、クラッチペダル操作速度が高い場合、クラッチアクチュエータの性能限界により応答遅れが生じ、クラッチ係合タイミングが運転者の意図とずれるおそれがある。特に、クラッチペダル戻し時には、クラッチアクチュエータの回転慣性により、前述の課題が顕著となるおそれがある。

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、クラッチ係合タイミングが運転者の意図とずれることを抑制することができるクラッチバイワイヤシステム搭載車両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、本発明に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両は、運転者によるクラッチペダルの操作に応じて、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの係合及び解放を電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを備えたクラッチバイワイヤシステム搭載車両であって、クラッチペダル操作速度が所定速度以上の場合に、該クラッチペダル操作速度が該所定速度未満の場合と比較して、クラッチ解放後のクラッチアクチュエータストローク量を小さくすることを特徴とするものである。

本発明に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両は、クラッチ解放後のクラッチペダル戻し操作時のクラッチ係合ポイント（ミートポイント）までのクラッチアクチュエータの移動を小さくすることによって、応答遅れを抑制し、クラッチ係合タイミングが運転者の意図とずれるのを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両のパワートレイン及び制御系の概略構成を示す図である。 図２は、通常のクラッチペダル操作速度でのクラッチペダルストロークとクラッチアクチュエータストロークとの関係を示したグラフである。 図３は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度でのクラッチペダルストロークとクラッチアクチュエータとの関係を示したグラフである。 図４（ａ）は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度の際に、クラッチアクチュエータをフルストロークの位置で待機させた場合を示したグラフである。図４（ｂ）は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度の際に、クラッチアクチュエータを待機位置で待機させた場合を示したグラフである。 図５は、クラッチＥＣＵが実施するクラッチ制御の一例を示したフローチャートである。

以下に、本発明に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両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、実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両のパワートレイン及び制御系の概略構成を示す図である。図１に示すように、駆動力源であるエンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１と変速装置３との間の動力伝達経路には、クラッチ装置として自動クラッチ２が配設されている。また、変速装置３の出力側は、差動装置４１及びドライブシャフト４２を介して駆動輪４３に連結されている。

エンジン１は、例えばガソリンエンジン等の内燃機関である。エンジン１は、エンジンＥＣＵ１００によって制御される。自動クラッチ２は、公知のコンセントリックスレーブシリンダ２２（以下、ＣＳＣ２２という）を備えており、クラッチ油圧経路２０から供給される油圧に応じて作動して係合状態が調整されるものである。具体的には、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号にしたがって、クラッチアクチュエータ８が作動することにより、クラッチ油圧経路２０からＣＳＣ２２の油圧室に供給される油圧が制御される。クラッチアクチュエータ８は、図示しない電動モータ、減速機構、及び、クラッチマスターシリンダ等を備えており、電動モータの作動によりクラッチマスターシリンダにおいて発生する油圧が調整されるよう構成されている。

自動クラッチ２が係合している状態で、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ制御信号としてクラッチ解放指令信号が出力されると、クラッチアクチュエータ８の作動に伴うクラッチ油圧経路２０からの油圧の供給により、ＣＳＣ２２が作動して（ＣＳＣ２２に備えられたレリーズベアリングが前進移動して）自動クラッチ２が解放される。一方、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ制御信号としてクラッチ係合指令信号が出力されると、クラッチアクチュエータ８の作動に伴ってクラッチ油圧経路２０からの油圧の供給が解除され、ＣＳＣ２２が作動して（ＣＳＣ２２に備えられたレリーズベアリングが後退移動して）自動クラッチ２が係合される。自動クラッチ２における係合状態と解放状態とが切り替えられる構成については公知であるため、ここでの説明は省略する。

このように、本実施形態におけるクラッチシステムは、クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号にしたがってクラッチアクチュエータ８が作動し、それに伴って自動クラッチ２が係合状態と解放状態との間で動作を行う所謂クラッチバイワイヤシステムとして構成されている。つまり、自動クラッチ２は、駆動力源と変速装置との間の動力伝達経路に配設されて解放及び係合が可能なクラッチ装置として構成されている。

クラッチＥＣＵ２００からのクラッチ制御信号の出力形態としては、運転者によるクラッチペダル９１の操作にしたがって出力される場合と、運転者によるクラッチペダル９１の操作無しに出力される場合とがある。つまり、まず、運転者によるクラッチペダル９１の操作量（クラッチペダル９１を操作していない状態（操作量「０」）からの踏み込み量）を後述するクラッチペダルストロークセンサ２０１によって検出し、このクラッチペダルストロークセンサ２０１からの出力信号にしたがって、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ制御信号が出力される場合がある。さらに、後述するフリーランのように、運転者によるクラッチペダル９１の操作が行われなくても、クラッチＥＣＵ２００からクラッチ制御信号が出力される場合がある。

変速装置３は、公知の手動変速装置（マニュアルトランスミッション）で構成されており、シンクロメッシュ機構付きの常時噛み合い式の平行歯車機構であって、例えば前進６速段、後進段の成立が可能となっている。この変速装置３は、シフトレバー６を運転者が操作（シフト操作）することによって、その操作力がセレクトケーブル６１及びシフトケーブル６２を経て、所定のシンクロメッシュ機構（図示省略）を作動させ、これにより、所望の変速段（前進６速段及び後進段のうちの一つの変速段）が成立するものとなっている。

この変速装置３の変速動作により、自動クラッチ２を介して変速装置３に入力されたエンジン１の回転は、変速装置３において所定の変速比で変速された後に、差動装置４１及びドライブシャフト４２を介して駆動輪４３に伝達されて車両が走行する。

エンジンＥＣＵ１００及びクラッチＥＣＵ２００は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータと、入出力インターフェースとを備えている。

エンジンＥＣＵ１００の入力インターフェースには、アクセルペダル５１の操作量に応じた信号を出力するアクセルペダルストロークセンサ１０１、ブレーキペダル５３の踏み込み操作が行われた場合にブレーキＯＮ信号を出力するブレーキペダルスイッチ１０２、クランクシャフト１１の回転角度位置に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ（図示省略）、エンジン１の吸気系に備えられたスロットルバルブ１２の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ（図示省略）、エンジン１の冷却水温度に応じた信号を出力する水温センサ（図示省略）、車両前後加速度に応じた信号を出力するＧセンサ（図示省略）などが接続されている。

エンジンＥＣＵ１００の出力インターフェースには、スロットルモータ１３、インジェクタ（図示省略）、及び、点火プラグのイグナイタ（図示省略）などが接続されている。

このエンジンＥＣＵ１００は、各センサから入力される各種情報に基づいてエンジン１の運転状態を検出し、スロットルモータ１３の制御（吸気量制御）、インジェクタの制御（燃料噴射制御）、イグナイタの制御（点火時期制御）などを行うことにより、エンジン１の運転を統括的に制御する。

クラッチＥＣＵ２００の入力インターフェースには、クラッチペダル９１の操作量に応じた信号を出力するクラッチペダルストロークセンサ２０１、変速装置３の入力軸回転速度に応じた信号を出力する入力軸回転速度センサ（図示省略）、変速装置３の出力軸回転速度に応じた信号を出力する出力軸回転速度センサ（図示省略）、シフトレバー６の操作位置に応じた信号を出力するシフトポジションセンサ２０４、自動クラッチ２におけるクラッチストロークを検出する（例えばＣＳＣ２２のレリーズベアリングのスライド移動位置を検出する）クラッチストロークセンサ（図示省略）などが接続されている。

クラッチＥＣＵ２００の出力インターフェースには、クラッチアクチュエータ８などが接続されている。

次に、車両の走行状態の一つであるフリーランについて説明する。フリーランとは、車両の走行中に自動クラッチ２を解放することによる惰性走行を行っている状態である。このフリーランでは、エンジン１の引きずりによる制動力（所謂エンジンブレーキ）が生じないため、惰性走行距離を長くすることができ、エンジン１の燃料消費率の改善を図ることができる。なお、このフリーランでの走行状態としては、エンジン１を停止する場合と、エンジン１を駆動する場合とがある。本実施形態では、エンジン１を停止するフリーランが行われる場合について説明する。

フリーラン開始条件は、車両の走行中に、アクセルペダル５１、ブレーキペダル５３及びクラッチペダル９１が何れも踏み込み操作されていない状態（操作量が「０」または略「０」の状態）が所定時間（例えば３［ｓｅｃ］程度）継続し、且つ、車速が所定値以上である場合に成立する。また、フリーラン終了条件は、フリーラン中に、アクセルペダル５１及びブレーキペダル５３のうち少なくとも一つの踏み込み操作が行われた場合や、車速が所定値未満まで低下した場合に成立する。このフリーランの開始及び終了の制御（フリーラン制御）は、エンジンＥＣＵ１００及びクラッチＥＣＵ２００によって実行される。

図２は、通常のクラッチペダル操作速度でのクラッチペダルストロークとクラッチアクチュエータストロークとの関係を示したグラフである。図３は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度でのクラッチペダルストロークとクラッチアクチュエータとの関係を示したグラフである。

実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両においては、クラッチペダルストローク（クラッチペダル９１の操作量）とクラッチアクチュエータストローク（実クラッチ）との間に、クラッチアクチュエータ８の性能限界による応答遅れが生じることから、運転者のクラッチペダル操作速度に応じて、クラッチアクチュエータ８によるクラッチ操作量を可変としている。

具体的には、図２に示すように、運転者が通常のクラッチペダル操作速度で、クラッチペダル９１をフルストロークの位置まで踏み込む操作を行ったクラッチ解放時には、クラッチ解放後のクラッチアクチュエータストロークがフルストロークとなる位置で、クラッチアクチュエータ８を待機させる。

一方、図３に示すように、運転者が通常よりも速いクラッチペダル操作速度で、クラッチペダル９１をフルストロークの位置まで踏み込む操作を行ったクラッチ解放時には、クラッチ解放後のクラッチアクチュエータストロークがフルストロークよりもミートポイント（クラッチ係合ポイント）に近い待機位置Ｐで、クラッチアクチュエータ８を待機させる。

図４（ａ）は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度の際に、クラッチアクチュエータ８をフルストロークの位置で待機させた場合を示したグラフである。図４（ｂ）は、通常よりも速いクラッチペダル操作速度の際に、クラッチアクチュエータ８を待機位置Ｐで待機させた場合を示したグラフである。

図４（ａ）に示すように、クラッチペダル踏み込み操作を速いクラッチペダル操作速度で行った場合に、クラッチアクチュエータ８をフルストロークの位置で待機させると、クラッチペダル戻し操作時の速いクラッチペダル操作速度にクラッチアクチュエータ８が追従できず、ミートポイント（クラッチ係合ポイント）の遅れが大きくなる。そのため、クラッチ係合タイミングが運転者の意図から大きくずれてしまう。

一方、図４（ｂ）に示すように、クラッチペダル踏み込み操作を速いクラッチペダル操作速度で行った場合に、クラッチアクチュエータ８を待機位置Ｐで待機させると、クラッチペダル戻し操作時のミートポイント（クラッチ係合ポイント）までのクラッチアクチュエータ８の移動を、フルストロークの位置で待機させる場合よりも小さくすることができる。これにより、クラッチアクチュエータ８をフルストロークの位置で待機させる場合よりも、クラッチペダル戻し操作時のクラッチペダルストロークに対するクラッチアクチュエータストロークの応答遅れを抑制し、ミートポイント（クラッチ係合ポイント）の遅れを小さくして、応答性を改善することができる。よって、クラッチ係合タイミングが運転者の意図とずれるのを抑制することができる。

図５は、クラッチＥＣＵ２００が実施するクラッチ制御の一例を示したフローチャートである。なお、図５においては、運転者によるクラッチペダル踏み込み操作からクラッチペダル戻し操作前までのクラッチ制御について示している。まず、クラッチＥＣＵ２００は、運転者がクラッチペダル９１の踏み込み操作を行った際のクラッチペダル踏み込み速度が、予め設定された所定速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］よりも高いか（クラッチペダル踏み込み速度＞Ｖ［ｍｍ／ｓ］）を判断する（ステップＳ１）。クラッチペダル踏み込み速度が、所定速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］よりも高いと判断した場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、クラッチＥＣＵ２００は、クラッチアクチュエータ８を「待機位置＝Ｐ［ｍｍ］」となる、フルストロークよりもミートポイントに近い待機位置Ｐで待機させて（ステップＳ２）、一連の制御を終了する。一方、クラッチペダル踏み込み速度が、所定速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］より高くないと判断した場合（ステップＳ１にてＮｏ）、クラッチＥＣＵ２００は、クラッチアクチュエータ８を「待機位置＝フルストローク」となる位置で待機させて（ステップＳ３）、一連の制御を終了する。

また、実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両においては、クラッチペダル踏み込み速度だけではなく、その他の操作情報や走行環境情報などから通常よりも速いクラッチ操作が予測される場合、クラッチアクチュエータ８の待機位置を調整するようにしてもよい。操作情報や走行環境情報などとしては、例えば、ＧＰＳ位置情報（サーキット、山間路）、アクセルペダル５１の踏み込み速度、ハンドル操舵速度、車両前後Ｇ、及び、車両左右Ｇなどの情報を用いることができる。

また、実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両においては、クラッチペダル踏み込み速度の閾値（所定速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］）を、ビッグデータ解析などによって最適化してもよい。例えば、ビッグデータ（走行データ）などを解析し、個々の運転者の好みやクラッチペダル操作の癖に合わせて前記閾値を設定して、最適化を図ってもよい。なお、前記閾値は、クラッチのミートポイントの遅れ時間を指標とし、この遅れ時間がフィーリング上、問題にならない値となるように設定する。

また、実施形態に係るクラッチバイワイヤシステム搭載車両においては、前記閾値によるクラッチアクチュエータ８の待機位置の切り替えだけではなく、クラッチペダル操作速度に応じた待機位置マップ（例えば、クラッチペダル操作速度を横軸とし、クラッチアクチュエータ８の待機位置を縦軸としたマップ）に基づいて、クラッチアクチュエータ８の待機位置を調整してもよい。

１ エンジン
２ 自動クラッチ
３ 変速装置
６ シフトレバー
８ クラッチアクチュエータ
１１ クランクシャフト
１２ スロットルバルブ
１３ スロットルモータ
２０ クラッチ油圧経路
２２ ＣＳＣ
４１ 差動装置
４２ ドライブシャフト
４３ 駆動輪
５１ アクセルペダル
５３ ブレーキペダル
６１ セレクトケーブル
６２ シフトケーブル
９１ クラッチペダル
１００ エンジンＥＣＵ
１０１ アクセルペダルストロークセンサ
１０２ ブレーキペダルスイッチ
２００ クラッチＥＣＵ
２０１ クラッチペダルストロークセンサ

Claims (1)

1. 運転者によるクラッチペダルの操作に応じて、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの係合及び解放を電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを備えたクラッチバイワイヤシステム搭載車両であって、
   クラッチペダル操作速度が所定速度以上の場合に、該クラッチペダル操作速度が該所定速度未満の場合と比較して、クラッチ解放後のクラッチアクチュエータストローク量を小さくすることを特徴とするクラッチバイワイヤシステム搭載車両。

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